- Q : Quel est votre sujet de recherche actuel ?
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・Développement d'un système robotisé d'élimination des oursins*1
Je travaille actuellement à l’application de la technologie des robots de haute mer que j’ai développée à l’industrie de la pêche, en particulier aux robots d’élimination des oursins. Entre les exercices 30 et 2, nous avons bénéficié d'un financement du Projet de développement des technologies avancées pour la revitalisation des régions productrices de denrées alimentaires du ministère de l'Agriculture, des Forêts et de la Pêche, pour une « recherche de démonstration sur l'élimination et l'utilisation efficaces des populations anormales d'oursins ». Nous avons utilisé l'IA pour reconnaître automatiquement les oursins et développé un ROV pour les éliminer. Cela impliquera des tests de démonstration et de développement sur site visant à mettre en œuvre une technologie de pointe sur le terrain, en répondant aux problèmes rencontrés localement.
*1Cette recherche a été menée par le Consortium pour la restauration des riches bancs d'oursins et d'algues avec le soutien du « Projet de déploiement de technologies avancées pour la régénération des régions productrices d'aliments » du ministère de l'Agriculture, des Forêts et de la Pêche (AF 30-AF 2 : Préfecture de Miyagi, Secteur de la pêche).
・Système de contrôle de petits navires sans pilote et de surveillance de la densité des oursins※2
Avec le développement du système robotisé d'élimination des oursins, il était urgent d'automatiser les systèmes d'enquête marine dans les zones côtières. Nous avons donc mené des recherches dans le cadre d'un projet de démonstration du ministère des Terres, des Infrastructures, des Transports et du Tourisme intitulé « Examen de méthodes d'élimination efficaces basées sur des cartes de densité d'oursins à l'aide de petits ASV ». En outre, dans le cadre du droit maritime, un système est en cours de développement pour surveiller la surface et le fond des océans à l’aide de petits bateaux de la taille de planches de surf, qui ne sont pas considérés comme des navires. Nous menons actuellement des recherches qui consistent à prendre des photographies à l’aide d’une caméra sous-marine pointée vers le bas depuis la surface de l’océan pour créer des cartes de densité d’oursins (contours) et des orthophotos.
*3Cette recherche a été menée en collaboration avec Marine Work Japan Co., Ltd. avec le soutien du « Projet de démonstration sur l'utilisation de la mobilité maritime de nouvelle génération » du ministère du Territoire, des Infrastructures, des Transports et du Tourisme (exercice XNUMX).
-Contrôle non linéaire et synchronisation non linéaire
Il s’agit de mon véritable domaine d’expertise, et le contrôle par mode glissant, un type de contrôle non linéaire, est un sujet de recherche sur lequel je travaille depuis que je suis étudiant diplômé dans cette université. Le contrôle non linéaire est particulièrement avantageux lors du contrôle de systèmes soumis à de nombreuses perturbations, tels que les navires et les robots marins affectés par les vagues. La synchronisation non linéaire est un type de comportement de type luciole dans lequel différents contrôleurs sont indépendants les uns des autres mais finissent par devenir unifiés, et elle peut également se produire entre contrôleurs. Dans les deux cas, nous créons d’abord un modèle mathématique et le vérifions par simulation avant de l’appliquer au monde réel.
- Q : Qu’est-ce qui est intéressant et enrichissant dans vos recherches ?
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La partie la plus enrichissante de mon travail est de mener des recherches dans le but de les mettre en œuvre dans la société, en collaboration avec les administrateurs de recherche de l'université (URA), les étudiants, les bureaux du gouvernement local, les coopératives de pêche et les entreprises privées. Il s’agit notamment d’une coopération avec la coopérative de pêche de Shizugawa dans la ville de Minamisanriku, préfecture de Miyagi, la coopérative de pêche de Nagai dans la ville de Yokosuka et divers gouvernements locaux. Bien que cela n’ait pas encore été mis en pratique, nous pensons que la mécanisation et l’automatisation sont très importantes dans l’industrie maritime, compte tenu du vieillissement de la population et du déclin de la main-d’œuvre.
La plus grande joie est, bien sûr, lorsque j'implémente l'algorithme de contrôle et le système de contrôle (circuit de contrôle électronique) que j'ai moi-même conçus dans un robot et que je suis capable d'obtenir un mouvement stable. En tant qu'ingénieur, l'objectif de l'ingénierie de contrôle est de relier correctement les mathématiques à la réalité, je garde donc toujours cela à l'esprit lorsque je mène mes recherches. - Q : Quels sont certains des défis de la recherche ?
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Nous devons absolument terminer le robot avant les essais en mer. Si vous ne surveillez pas l'intégralité du robot, n'établissez pas un plan approprié et ne l'exécutez pas conformément au plan, vous risquez de constater qu'il n'est pas terminé même la veille. Nous élaborons des plans basés sur une vision claire et les partageons avec nos étudiants. La météo peut être imprévisible pendant les voyages, les transports et les essais en mer, et les expériences nécessitent de la force physique et mentale, c'est donc un soulagement lorsque les essais en mer sont terminés.
- Q : Quel type d’impact social pouvez-vous attendre de vos recherches ?
Parlez-moi de vos projets à court terme (dans 1 à 2 ans) et à long terme (jusqu'à 10 ans).
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À court terme
Système ROV d'élimination des oursins et petit navire autonome sans pilote
Nous effectuons actuellement un transfert de technologie du système d'IA et d'ASV pour la création de cartes de densité pour l'éradication des oursins avec une société de recherche. Le développement du robot est presque terminé, nous pensons donc qu'il sera disponible pour être utilisé par les sociétés de recherche et les coopératives de pêche dans quelques années.
À long terme
Synchronisation non linéaire et contrôle en essaim
Nous prévoyons de passer à la recherche sur la technologie de contrôle des ASV et des robots marins en essaims. L’objectif est de créer un système capable de surveiller de vastes zones sans pilote à l’aide de plusieurs robots.
Derniers sujets
Le ROV (robot de collecte d'organismes de fond) pour l'élimination des oursins a été breveté. Le système d'IA et d'ASV pour la création de cartes de densité pour l'élimination des oursins a été transféré au transfert de technologie.
Brevet acquis : Robot de collecte d'organismes du fond aquatique et système de collecte d'organismes du fond aquatique
Application : Procédé de commande d'un engin automatique de collecte de boue - Q : À quels ODD vos recherches peuvent-elles contribuer ?
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- « Objectif 14 : Protéger et exploiter durablement les océans et les mers. »
- Q : Quelle est l’importance de mener des recherches à l’Université des sciences et technologies marines de Tokyo ?
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- Lors des tests de robots marins, mentionner le nom de l'université facilite l'obtention de la coopération des départements de la pêche, de la construction navale et d'autres départements. Mon objectif universitaire est de compléter un programme complet en génie de l’eau. C'est un endroit où des expériences peuvent être facilement menées car il dispose de bassins et d'étangs expérimentaux.
- Q : Quelles sont vos priorités et vos politiques lorsque vous menez des recherches ?
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- N'abandonnez pas, n'oubliez pas de faire des efforts quotidiens et soyez ponctuel. Nous demandons aux étudiants de visualiser leurs objectifs et leurs plans à l’aide d’outils tels que des cartes mentales. Nous transmettons également l’importance d’obtenir des subventions et des bourses et de devenir indépendant dans nos recherches.
- L'article en libre accès du professeur Junichiro Tahara est disponible ici
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Système de contrôle de position utilisant le contrôle en mode coulissant
Auteurs et co-auteurs : Yamato Kawamura, Junichiro Tahara, Tetsu Kato, Shun Fujii, Shoichiro Baba, Masakazu Koike
Journal : Sensors and Materials, vol. 33, n° 3 (2021) 883–895 Date de publication : mars 2021
DOI : 10.18494/SAM.2021.3216
Titre de l'article : Invention d'une méthode de contrôle automatique du mouvement et du positionnement dynamique d'un véhicule de surface sans pilote pour l'échantillonnage de carottes
Auteurs et co-auteurs : Shun Fujii, Tetsu Kato, Yamato Kawamura, Junichiro Tahara, Shoichiro Baba, Yukihisa Sanada
Publié dans : Artificial Life and Robotics (2021) 26:503–512
Date de parution : août 2021
DOI : 10.1007/s10015-021-00695-x
Titre de l'article : Développement d'un système de mesure pour véhicule de surface autonome au gaz afin de cartographier les obstacles marins à l'aide de caméras stéréo de profondeur et LiDAR
Auteurs et co-auteurs : Kenneth Gideon, Morito Makoto, Fujii Shun, Ono Sotaro, Fromager Julie, Sato Yu, Yoshimura Kouki, Tahara Junichiro
Publié dans : Artificial Life and Robotics (2022) 27:842-854
Date de parution : août 2022
DOI : 10.1007/s10015-022-00796-1
*Applications de pêche
Titre de l'article : Système d'étude des oursins dans les zones côtières à l'aide d'un μ-ASV
Auteurs et co-auteurs : Makoto Morito, Junichiro Tahara, Kouki Yoshimura, Hiroshi Matsunaga et Kenichiro Sato
Publication : Vie artificielle et robotique (2024), vol. 29, n° 1, 145-154
Date de parution : août 2024
DOI : doi.org/10.1007/s10015-023-00910-x
