その四 パソコンによる惑星探査ローバの知能化
久保田 孝
月・惑星探査用ロボットとして，ローバ研究グループは，図１に示す親子協調型ローバの研究開発を推進しています。親ローバは，比較的平坦なところを長距離移動します。一方，子ローバは必要に応じて親ローバから降りてクレータ内部や崖付近などの険しいところの探査を行います。親子ローバが協力しながら科学探査を行うのが特徴です。
ローバの誘導制御方法としては，大きく分けて地上からのテレオペレーションと人工知能による自律誘導が考えられます。惑星探査において，科学者の意図をくみとって，その指示通りに行動してくれるローバが要求されます。また通信時間が非常にかかる場合には，自律的に判断して行動するローバが必要となります。従って，両者の機能を有するローバが望ましい探査ロボットといえるでしょう。その際，威力を発揮するのが搭載コンピュータです。ローバは，搭載コンピュータを用いて種々の情報を処理することにより，大きな岩や窪地の認識，マップの生成，経路計画，自己位置同定，誘導制御，地上との交信，ユーザフレンドリなマンマシンインタフェース機能，予期せぬ障害物の回避など高度な知能を備えることができます。
図２ 子ローバ（多脚型ロボット）
図２は，子ローバの研究用実験モデルを示しています。頭部に人間の目に相当するＣＣＤカメラを搭載し，六足歩行により不整地を移動します。図３に子ローバのシステム構成を示します。各脚はそれぞれＣＰＵを有し、独立に各関節の制御を行います。各ＳＵＢ-ＣＰＵはＢＵＳを介して他の脚のＣＰＵやメインＣＰＵと結合され，階層型制御及び自律分散型制御が可能となっています。このように配置することにより負荷分散・高速処理・フォールトレランス機能を実現しています。
メインＣＰＵとしては、おなじみの Pentium を用いています。ローバ搭載コンピュータとしては，種々の情報を処理する高速ＣＰＵ，豊富なメモリ，拡張性豊かな入出力，しかも小型軽量で低消費電力であることが要求されます。昨今のマイクロエレクトロニクス技術の進歩によりノート型パソコンやサブノートパソコンがそのまま地上試験用ローバに搭載することが可能となっています。またＰＣ-Cardの出現により，画像データの取得，モータ制御など小型軽量なインタフェースが揃っています。宇宙用としても，民生用ＲＩＳＣチップに放射線試験を行ったところ，良好な結果が得られており，100MIPS程度のＣＰＵが宇宙で活躍するのもそんなに遠くはないでしょう。パソコンではソフトウェアも充実しており，またＬＩＮＵＸを使えば，ＷＳと同じ環境になります。パソコンやＷＳでシミュレーションしたプログラムをそのまま実装するだけで，探査ローバを動かすことが可能となるわけです。あなたもローバを動かしてみませんか？
ＩＳＡＳニュース 1997.2 No.191
