Reference News Networkは12月1日、11月24日のCNN報道を引用し、海洋ゴミが深刻な環境問題となっていると報じました。廃棄された容器や漁具は動物を捕らえたり、絞め殺したりします。一方、プラスチック廃棄物は分解されてマイクロプラスチックとなり、化学物質を水中に放出して食物連鎖に入り込みます。一部の研究では、マイクロプラスチックの摂取がプランクトンが海底に炭素を蓄積する能力を阻害し、気候変動に影響を与える可能性さえ示唆されています。
1950年から2020年の間に、海洋には3,200万トンのプラスチックが蓄積されたと推定されており、これはシロナガスクジラ20万頭以上の重量に相当します。このまま対策を講じなければ、この数字は2040年までに7,600万トンに達すると予測されています。
研究者と学生からなるチームが、この状況を変えようと試みています。彼らは、海底ゴミを検知・回収できる自律型水中ロボットを発明しました。
ミュンヘン工科大学（TUM）が開発した「スマートグリッパー」（写真）は、搭載カメラまたはソナー画像を用いて濁った水中のゴミを個々のゴミとして識別する人工知能システムを搭載しています。
このインテリジェントグリッパーは4本の指で物体を掴み、水面に引き上げます。このハンドは、長さと幅が約1メートル、重さ250キログラムの物体を持ち上げることができます。廃棄物は小型の自動ボートに保管され、その後、リサイクルのために陸上に運ばれます。
この潜水ロボットは、高さ115センチメートル、直径70センチメートル、重さ120キログラムです。
ロボットは電力を供給するケーブルでボートに接続されていますが、自力で水中を移動することも可能です。
TUM研究グループの責任者であるステファン・ソスノスキー氏は、このケーブルはロボットが重い物体を水面に引き上げるのにも役立つと述べています。
彼は、「このケーブルをクレーンケーブルとして使い、ウインチでシステム全体を持ち上げます。これは、小型ロボットが自力でゴミを引っ張るよりもはるかに効率的です」と説明しました。
インテリジェントグリッパーはゴミを検出すると、それを3Dで表示し、強力なハンドで正確かつ確実に掴みます。内蔵の高度なセンサーが適切な力で、物体を壊すことなくしっかりと掴みます。
2年間インテリジェントグリッパーの研究に携わってきたTUMの博士課程学生、ニコラス・ホイシェン氏は、このプロジェクトの「最も満足のいく部分」はロボットが作業を行う様子を見ることだと述べています。
彼は、「これは大学にとって興味深いプロジェクトであるだけでなく、港湾や国全体のゴミ清掃にも役立つ可能性があります」と述べています。
このTUMの革新的な技術は、EUが資金提供する海洋清掃プロジェクト「SeaClear 2.0」の一環であり、無人ロボットシステムを用いて海洋ゴミの発見と回収を目指しています。大学や水中技術企業を含む13の欧州機関がこのプロジェクトに協力しています。
SeaClear 2.0プロジェクトのコーディネーターであるバット・デ・シュット氏は、自動化ロボットが海洋ゴミ処理に革命をもたらす可能性があると考えています。
現在、水中ゴミの回収は主に人間のダイバーによって行われており、「24時間365日体制で働くことは不可能であり、それを実行できるプロのダイバーの数は限られています。そのため、このソリューションによってゴミ清掃の範囲を大幅に拡大することができます」とデ・シュット氏は述べました。
デ・シュット氏は、SeaClearのロボットが2030年から2033年の間に大規模に導入されると予測しています。
ソスノウスキー氏は、「しかし、これで海洋ゴミ問題がすべて解決するわけではありません。ゴミを海に投棄し、その後はロボットに清掃を頼り続けることはできません」と警告しました。
このインテリジェントグリッパーは、フランスのマルセイユ港とドイツのハンブルク港で実証されており、車のシートからハンカチ丸ごとまで、多種多様なゴミの回収に成功しています。
「システムはまだ完成しておらず、解決すべき問題がまだ残っているため、一部の試験ではロボットを遠隔操作する必要がありました」とソスノウスキー氏は述べた。「しかし、完全に自律的に動作するように設計されています。」
彼は、インテリジェントグリッパーの開発における最大の課題の一つは、システムに廃棄物と非廃棄物を正しく区別させることだったと説明した。
「基本的に、何がゴミで何がそうでないかを伝える必要があります」と彼は述べた。これを実現するために、彼らは水中物体の画像を使ってインテリジェントグリッパーを学習させた。
ロボットは7,500枚以上の画像で学習した。「明らかに少なすぎるのですが」とソスノウスキー氏は述べた。「しかし、私たちには包括的な水中データベースがまだ存在していません。私たちが構築したものは、これまでで最大のものです。」（ウェン・イー訳）
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