中山間地域での農作業自動化のための急斜面移動ロボットの研究

中山間地域の農業では、急斜面での除草作業の作業負担が課題となっており、作業のロボット化が求められている。本研究では、急斜面上においても除草作業可能な作業ロボットを実現するために、プロペラ機構を有する車輪型移動ロボットを提案し、その機構や制御手法について研究を行ってきている。本年度は、急斜面移動ロボットの実環境への適用についての研究に取り組んだ。はじめに、これまでに開発してきたプロペラ機構を有する急斜面移動ロボットが、急斜面上において、滑りや転倒がない安定した移動が可能であることを確認した。除草作業の対象となる斜面では、地面の凹凸などの要素がロボットの移動の妨げとなる。そこで、ロボットの車輪形状やステアリング手法を改良し、中山間地域の急斜面においてもロボットの安定した移動を実現した。次に、開発した急斜面移動ロボットに、除草機構を搭載し、実際の中山間地域の斜面において実験を行った。除草作業中の事故が報告されている斜度60度を超える急斜面においても、ロボットが斜面上を移動しながら除草作業を行う様子を確認した。本研究では、開発したロボットを定量的に評価するために、目標とする作業範囲に対して、実際のロボットが作業範囲をどの程度の割合で走破することができたのかを表す指標であるエリアカバー率を採用し、高いカバー率を実現することを示した。本研究の研究成果を元に、位置測位システムや画像センサなど各種センサを組み合わせることで、中山間地域の急斜面における除草作業の完全自動化が期待される。

中山間地域の農業では、急斜面での除草作業の作業負担が課題となっており、作業のロボット化が求められている。本研究では、急斜面上においても除草作業可能な作業ロボットを実現するために、プロペラ機構を有する車輪型移動ロボットを提案し、その機構や制御手法について研究を行ってきている。本年度は、急斜面移動ロボットの実環境への適用についての研究に取り組んだ。はじめに、これまでに開発してきたプロペラ機構を有する急斜面移動ロボットが、急斜面上において、滑りや転倒がない安定した移動が可能であることを確認した。除草作業の対象となる斜面では、地面の凹凸などの要素がロボットの移動の妨げとなる。そこで、ロボットの車輪形状やステアリング手法を改良し、中山間地域の急斜面においてもロボットの安定した移動を実現した。次に、開発した急斜面移動ロボットに、除草機構を搭載し、実際の中山間地域の斜面において実験を行った。除草作業中の事故が報告されている斜度60度を超える急斜面においても、ロボットが斜面上を移動しながら除草作業を行う様子を確認した。本研究では、開発したロボットを定量的に評価するために、目標とする作業範囲に対して、実際のロボットが作業範囲をどの程度の割合で走破することができたのかを表す指標であるエリアカバー率を採用し、高いカバー率を実現することを示した。本研究の研究成果を元に、位置測位システムや画像センサなど各種センサを組み合わせることで、中山間地域の急斜面における除草作業の完全自動化が期待される。