海洋ロボット工学：深海における未来とその先を探る

投稿日 : 27 October 2025

投稿者 : Sanya Mehra

人類は宇宙旅行において飛躍的な進歩を遂げました。火星に探査機を着陸させ、月面に降り立ち、銀河系の中心にある超大質量ブラックホールを観測しました。しかし、地球上の海は依然として広大で謎めいたフロンティアであり続けています。地球表面の4分の3を覆う膨大な量の水は、地球の生命線であり、無数の人々の生活を支え、気候を維持し、酸素と食料を供給しています。

しかし、海の最深部では1平方インチあたり約15ポンドという圧倒的な水圧がかかるため、有人探査は事実上不可能な課題となっています。理解できないものを守ることなどできないこの宇宙において、海洋保護区（MPA）として保護されているのは、私たちの海域のわずか10%未満です。こうした未知の領域を測量し、その謎を解き明かすために、私たちはますます現代技術の進歩に頼らざるを得なくなり、中でも自律型潜水機（AUV）が最先端技術となっています。海洋ロボット工学は、この新技術が深海への探査を可能にする解決策となるかどうかを研究しています。

海洋探査の課題

深海の美しさにもかかわらず、そこに潜入することは極めて困難な課題です。宇宙探査と同様に、海洋環境にはハイテクなソリューションが求められます。海の最深部では、膨大な圧力と氷点下の気温に耐えるため、海洋電力と機器を収容する非常に堅牢で防水性の高いコンテナの設計が求められます。さらに重要なのは、運用、電力、通信システムであり、これらは最大の課題の一つとなっています。Journal of Unmanned Underwater Vehicles（無人潜水艇ジャーナル）の調査によると、AUVにはエネルギー効率の高い電源を搭載する必要があり、科学者たちは長距離航行に必要な電力を供給するために燃料電池やリチウムイオン電池などの代替手段を検討しています。

海洋ロボット工学の現状と将来における進歩と応用

広範囲にわたる研究開発により海洋ロボット産業の進歩が促進され、さまざまな業界にわたる幅広いアプリケーションがサポートされています。

海のクリーンアップ

ロボットツールは、海洋汚染との世界的な戦いに革命をもたらしています。オランダのRanMarine Technology社が開発したWasteSharkをはじめとする自律型水上艇は、海面から400kg以上の廃棄物を回収できます。フランスのIADYS社が開発した遠隔操作式ロボット「Jellyfishbot」は、アクセス困難な港湾区域から流出した原油やプラスチックごみを効果的に清掃しています。太平洋ゴミベルトからプラスチックを集束させる巨大な浮遊式バリア「System 03」により、The Ocean Clean-upなどのNGOは、その取り組みをさらに推し進めています。国連海洋10年計画の支援を受けているThe Ocean Clean-upは、各国政府と協力し、意思決定を支援する科学的・技術的データを提供しています。

海洋環境の教育と保全

ボーイング社のリキッド・ロボティクス・ウェーブ・グライダーは、1年間の航海で単一のミッションを遂行しながら、海洋状況に関する重要なデータを収集することができます。スタンフォード大学のオーシャンワンのような人型潜水ロボットは、脆弱なサンゴ礁を調査したり、17世紀の難破船ラ・ルーン号の回収のように、難破船から遺物を回収したりすることで、魅力的な研究成果を生み出す可能性があります。さらに、専門的な研究プログラムでは海洋ロボットの活用がますます進んでいます。例えば、スコットランド海洋ロボティクス施設は、海洋生物の観察や潮力発電装置の影響調査のために、水中の音を盗聴する低コストの移動式録音機「ドリフト・イヤーズ」を開発しました。

失われた物体の発見と海底の調査

遠隔操作型無人機（ROV）と自律型無人潜水機（AUV）は、捜索救助や行方不明物の発見といった高リスクな任務において重要な役割を果たします。例えば、米海軍は以前から無人潜水機（UUV）を水中機雷の探知・破壊に活用してきました。これは有人潜水機でははるかに長時間を要する作業です。海軍自身も、HII Yellow Moray（REMUS 600）UUVなどの潜水艦搭載型無人潜水機を用いて、重要な海底インフラの掃海や海底戦闘任務を遂行するなど、同様のペースで能力向上を図ってきました。これらの技術が艦隊の運用においてますます活用されていることの証として、海軍はUUVの運用担当者にこの技術への自信を与えるため、水中都市訓練プログラムを開始しました。

インフラ、船舶、パイプラインの検査

海洋ロボットのもう一つの重要な用途は、大規模な歴史的水中建造物の維持管理です。デンマーク工科大学の研究によると、自律走行ロボットは、特にバラストタンクのような危険区域において、人間の調査員の支援なしに昼夜を問わず沿岸船舶を調査することができます。安全性の向上と作業の簡素化のため、港湾、橋梁、沖合の石油・ガス施設などの海洋構造物の調査・点検に、無人水上艇（USV）がますます多く利用されています。高度なソナーとカメラを搭載した自律航行船は、パイプや通信ケーブルなどの重要な水中インフラの健全性を確認するための詳細な構造点検を行うことができます。

海洋環境モニタリングと水中写真

水生生物の高解像度画像や動画を迅速かつ安全に記録する方法として、海洋ロボットの利用があります。科学者は生態系や水質の研究にこれらのロボットを活用しますが、商業ダイバーは通常、潜水前の安全確保のために海域をスクリーニングするために使用します。環境保全活動にはリアルタイムかつ長期的な監視が不可欠であり、これらのロボットに搭載された特殊なアタッチメントは、水質の汚染物質、塩分濃度、その他の重要な測定ポイントを分析することができます。

著作権侵害対策

海上警備もロボット技術を活用した分野の一つです。高度な赤外線カメラを搭載した海賊対策ロボットは、海上貿易ルートを巡回し、海賊の襲撃を検知・阻止することができます。24時間体制の監視能力により、人間のスタッフへのリスクを軽減します。

主要国における海洋ロボットの発展

巨額の官民投資が海洋ロボットの世界的覇権をめぐる競争を激化させている。

• 有能な政府が韓国の台頭を後押ししてきました。海洋水産省は、2028年までに、自律走行輸送車両や自動荷役設備を含むスマート港湾技術の開発に2,270万米ドルを投資する計画です。この取り組みは、2030年までに韓国のロボット産業規模を4倍以上に拡大し、ロボット工学における世界のリーダーとなることを目指す、より大規模な「第4次知能ロボットマスタープラン」の一環です。
• ドイツ政府は積極的に資源を結集しています。連邦研究技術宇宙省の支援を受け、ドイツロボット工学研究所（RIG）は、国内の主要なロボット工学ホットスポットを連携させるという使命を掲げて設立されました。RIGはAIベースのロボット工学における基礎研究クラスターに注力し、産業界と緊密に連携してコンセプトを実用化することで、この重要な分野におけるドイツの技術的リーダーシップを支援しています。
• 英国とアイルランドも主導権を握りつつあります。2025年2月、英国国立海洋学センター（NOC）は、2,600万ポンドを超える政府資金の支援を受け、世界最大規模かつ最も高度な海洋自律ロボットシステム（MARS）艦隊を建造する計画を発表しました。英国の産業戦略チャレンジ基金によって可能となったこの資金により、海中、さらには氷の下でも走行可能な次世代自律走行車の開発が進められています。