世界初、トラッキング技術を活用した水中光無線通信による
南極の水中ロボットのリアルタイム遠隔制御に成功

1. 背景

近年、地球温暖化などによる自然環境の変化が進む中で、極域における環境や生態系の学術調査、資源利用や航路開発調査の重要性が増しています。一般的に、南極における海中の調査においては、技術者や研究者自身が現地に赴き、有線接続した水中航走体（ROV：Remotely Operated Vehicle）を海中に投入・操作して、海中の映像のモニタリングやデータ計測・サンプル回収などを行っていますが、これには多大な時間とコストがかかる他、過酷な環境である沿岸の調査ポイントに長期滞在しなければならず、効率性や持続可能性に課題があります。

そこでソフトバンクは、日本の技術者や研究者などが南極まで出向くことなく、日本にいながら遠隔地から海中を調査できるシステムの構築の可能性を検証するため、2023年3月に発表した^※2、光の明滅を信号に変換する技術であるOCC（Optical Camera Communication）とNTN（Non-Terrestrial Network、非地上系ネットワーク）を組み合わせた水中ロボットの遠隔リアルタイム制御システムを改良して、南極で実証実験を行いました。

[注]

1. ※2
   2023年3月3日付のプレスリリース（世界初、トラッキング技術を活用した水中光無線通信によって狭隘空間を移動する水中ロボットのリアルタイム制御に成功）をご覧ください。

2. 実証実験の手法と成果

ソフトバンクは、OCCとNTNを活用して2台の水中ロボット間で水中光無線通信を行うシステムを開発しました。このシステムでは、LEDの光の明滅をカメラで撮影し、画像処理を用いたトラッキング技術で光を検出・追従することで、光の輝度変化をデジタル信号に変換し、リアルタイムな通信を実現します。これにより、水中ロボットが互いに協調動作を行うための指示やデータを迅速かつ確実に送受信することができます。

さらに、このシステムは親機となる水中ロボットとNTNで接続することで、遠隔地からコマンドを送る機能があるため、離れた場所にいるオペレーターが海洋で動作している水中ロボットに対して指示を出すことができます。また、水中ロボットは搭載された各種センサーから得た情報を収集し、そのデータや水中ロボットの動作状況を遠隔地のオペレーターに送信することも可能です。例えば、水温や水圧などのセンサー情報を取得し、そのデータを衛星通信などのNTNを通して即座に共有できるため、オペレーターはリアルタイムで海洋環境の状況を把握し、迅速な意思決定を行うことができます。

この技術を活用した実証実験により、南極の海中を移動する水中ロボットを約1万4,000km離れた日本からリアルタイムで遠隔制御し、水中ロボットに搭載した水温や水圧などのセンサー情報をモニタリングすることに世界で初めて成功しました。また、水温が約－2℃まで低下し、海氷に閉ざされていて音響通信の活用が難しい南極の海氷下においても、水中ロボットや機器をリアルタイムで遠隔制御するとともに、水中ロボットからのデータの収集や観測などを遠隔で実行できることを確認しました。

3. 今後の展望

ソフトバンクは今後、自律型水面航行ロボット（ASV）と組み合わせて活動範囲や水中ロボットの同時制御可能台数を拡張した、より実用的な遠隔制御システムを開発し、遠隔でのサンプル回収・分析などの研究を進めていきます。また、この技術を応用した、日本近海における水中測位や水中無線コミュニケーションが可能な水中ロボットおよびダイバー向けソリューションの開発も推進し、2026年度の商用化を目指します。このソリューションは、将来的に海底資源の探査や海洋インフラの監視、災害時の救難活動など、さまざまな分野での応用が期待されます。

今後もソフトバンクは、Beyond 5Gによる海の産業革命の実現に向けて、より高度な水中光無線技術の研究開発を進めていきます。

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