競技結果
優勝：Team White α（愛知工業大学） 準優勝：Team White β（愛知工業大学） ３位：AIT海洋チャレンジ（愛知工業大学）
フリー部門概要
フリー部門は技術内容やオリジナリティを競う部門です。プレゼン点・競技点の合計で勝敗が決まります。
プレゼン点はワークショップでの発表、競技点はフリー演技によって採点されます。
詳細なルールについてはトップページにあるガイドブックをご確認ください。
Covid-19の蔓延により，現地デモの開催の中止を決定しました．
現地参加をご希望された皆様には申し訳ありませんが，ご了承いただけますと幸いです．
参加チーム
| チーム函水 （北海道函館水産高等学校 水産同好会） |
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| HSK-21 試作弐號機 シュトルム・シュワルベ | |
| 600×400×200mm 4.0kg | |
| 藻場は、生態系の基礎として水生生物の生産基盤になるほか稚魚生育の場や水質浄化など様々な機能がある。近年の水温上昇等、環境変化により、藻場面積は北海道のみならず全国的に減少している。藻場保全のために水質調査や、生物観察など様々な調査がダイバーによって行われているが、調査海域が広大であるため多くの労力を必要とする。そのため、我々は動画ストリーミングを可能とした探査機を製作した。この機体は内蔵バッテリーで長時間の航行を可能としている。操縦はラズベリーパイによる制御とスイッチによる制御の２系統を可能にしている。藻場調査と保全活動により地元漁業に貢献したいと考えている。
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| 岡山商科大学附属高等学校・工業技術同好会 （岡山商科大学附属高等学校） |
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| プルプル | |
| 350×250×150mm 1.5kg | |
| CHASING DORYをベースにして、まず、単体の操作や性能が記載されたパンフレットと同じか確認。15mのテザーロープ、Wi-Fi通信など。 今回は、代替食糧として注目されている藻類の調査としてのアタッチメントを制作。瀬戸内海の藻類の部位や、海洋マイクロプラスチック回収などを尾ひれに着ける構造である。水中ロボット＋調査のスタンスを取った。 |
| Team White β （愛知工業大学） |
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| AIT-FP | |
| 925×620×150mm 10.8kg | |
| AIT-FPはスナメリ型のロボットである。スクリューを使用しないことで、水中調査において生態系にストレスを与えない、海藻や漂流物等を巻き込むことがないという利点がある。ラジコンにより操縦をしており、Raspberry Pi 4 Model Bにより、制御している。尾鰭部分にpitch軸を3自由度、胴部分にroll、yaw軸の2自由度、首部分にpitch軸の1自由度、発達した胸鰭の動作を再現するために胸鰭部分にroll、pitch、yaw軸の3自由度を有している。アクチュエーターには防水サーボモーターを用いており、9軸モーションセンサによりロボットの姿勢角を取得してフィードバック制御している。構造はABSによる外骨格剛体構造であり、推進動作における尾鰭のしなりを再現するために、尾部をバネとダンパによりモデル化し、シミュレーションを用いて駆動角を算出し、動作に反映させている。外骨格型は、温度変化による浮力の変化を最小限に抑えられる点、メンテナンス性が向上するという点で優位である。
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| Team White α （愛知工業大学） |
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| AIT MR-W1 | |
| 450×750×100mm 3.9kg | |
| 海洋生物の生態系や海中環境の調査および新モビリティの開発を目的として、海中を効率よく移動する海洋生物のオニイトマキエイ（通称：マンタ）を模倣した外骨格マンタ型ロボットを製作した。スクリュープロペラを使用しないことで、水生生物の損傷を防止でき、海藻や漂流物を巻き込まないため、生態系に与えるストレスが小さいという利点がある。
機体は左右胸鰭に各3自由度、頭部にpitch軸の1自由度の計7自由度で構成され、構造はすべて３Dプリンタで作られたABSで作成されている。左右のモータを制御することにより遊泳・旋回などを行い、頭部を上下させることで潜水・浮上が可能である。外骨格型は、温度・湿度変化による浮力の変化を最小限に抑えられる、正確な制御が容易、メンテナンス性が向上するという利点がある。内部には制御ボードとしてRaspberry Pi 4 Model Bを、アクチュエータには防水サーボモータを搭載して、RCプロポにて操作する。
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| 夢っ子 （長崎総合科学大学） |
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| 夢ロボ1号 | |
| 410×440×110mm 2.34kg | |
| 高校生の時に参加していたジュニア部門で使用していた、マンタ型の基盤をもとにロボットを作っていく予定です。カメラや外内部の損傷がみられるので購入の検討中です。
プログラム学習からなのでスクリューの回転の強弱のプログラムやカメラ、ライト、浮力材の取り付けをして陸上でも水中でも正常にロボットが動くようにします。 時間の余裕ができた場合は高校生の時にできなかったアルミ缶を取れる回収機構（アーム型や箱型）を作りたいと思います。
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| 小山高専水中ロボット製作チーム2021 （小山工業高等専門学校） |
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| ISSHM | |
| 400×140×130mm 0.2kg | |
| 近年、魚の尾鰭を模倣した推進機構が数多く研究されている。尾鰭の揺動運動を実現する機構として、主にリンク機構やRCサーボモータ等が用いられている。これらの機構は本物の魚のような動きを再現できるが改良点も考えられる。例えば、リンク機構の場合、機構の複雑化により大型化し重量が増加すること、RCサーボモータの場合、複数個のモータが必要となり、各サーボモータの制御技術の難しさや消費電力増加などが挙げられる。
そこで、本プロジェクトは2020年に尾鰭の揺動運動をシンプルな機構で実現するためにクランクアームと弾性板を用いた尾鰭の揺動運動機構を提案し、試作機を用いて水上推進が可能であることを確認した。この魚ロボットを「クランカーフィッシュ」と呼ぶ。 2021年においては、魚ロボットのクランクアーム、弾性板および尾鰭の形状を改良し、高速推進タイプのものを製作し推進性能を評価する。
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| AIT海洋チャレンジ （愛知工業大学） |
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| Albero | |
| 700×540×300mm 15.0kg | |
| Alberoは、水中での生態系調査や環境調査を目的とした鰭推進機構を有する水中探査ロボットです。
Alberoは、流線形であり、鰭が４つ搭載されており、前部に推進源となる鰭、後部に舵取り用の鰭があり、Alberoの中心部にコントロールボックスが搭載されています。さらに底面には、浮上や潜水のためのバラストや水中観察のためのカメラが搭載されています。 推進原理は、ローイング(前後)運動＋フェザリング(捻り)運動を用いた抗力型の推進です。抗力型の推進は、水の抗力を大きくして鰭を掻くことで反力を得るパワーストロークと、水の抗力を小さくし次のパワーストロークの開始位置まで鰭を移動させるリカバリーストロークを繰り返して行います。旋回動作は、左右の鰭で逆向きに水を掻くことで一方では前向きの推進力を発生させ、もう一方で後ろ向きの推進力を発生させることでAlberoの中心を軸として旋回を行います。
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| よこ2 （東京大学） |
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| よこ2号 | |
| 400×200×200mm 1.5kg | |
| 短期間・低予算で製作が可能な小型のAUVである。
機体は魚雷型とし、最後尾のスラスタ1基で推進し、エレベータとラダーをそれぞれサーボモータで動かして進行方向を制御する。本体は円筒形の耐圧容器となっており、内部にRaspberry Piなどの回路やLi-Poが内蔵されている。ジャイロセンサと圧力センサを搭載し、ジャイロセンサで姿勢を、圧力センサで水深を検知してエレベータとラダーにフィードバックする。 予め指定したルートを通るようにプログラムしておき、そのルートに従って航行する。自己位置推定や水中通信は開発期間の観点から難しいと判断しており、今大会での実装を見送る。従って、ルートの指定は進行速度が一定であることを仮定して時間で指定する。来年以降の大会で本機をベースに主にソフト面を強化することを見越しており、その雛形としての本機の役割ある。
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| 東工大アクア研Kurioneプロジェクト （東京工業大学） |
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| Kurione1.5 | |
| 650×450×200mm 7.0kg | |
| 本機体はバッテリーを内蔵し，地上からの有線リモコン操作によって操縦されるROV機体です．主にカメラやセンサ類を搭載しての調査ロボットとしての運用が想定されています．BLDCモータとサーボモータを組み合わせた推力方向可変スラスタを3基搭載しており，時々に応じて操作可能な自由度を切り替えながら航行します．
防水ケースは回路サイズや水の抵抗抑制のために必要な部分は，全て自作しています．発熱する回路やバッテリーを防水する箇所は，アルミ板やアルミフレームを採用することで放熱性を確保し，熱による不具合や暴走を防止しています．
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| ぴよぴよそうる （東京工業大学附属科学技術高等学校） |
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| てとらぴよどふぃす | |
| 1800×750×70mm 4.5kg | |
| 古生代に生息していたテトラポドフィスという生物の化石を基に製作したロボットです。
化石からロボットを復元していくため、テトラポドフィスの動きの解明のために作成しています。胴体に12個のサーボモータを取り付け、蛇のような波状運動を可能にし、頭部に搭載したArduinoで制御している。水密の構造は外装と一体型となっており、エアコンのダクトを使用している。また、この生物には脚がついていたため胴体の前後に脚をつけることで実際の生物と同じ形にした。
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| 東工大アクア研AWACSプロジェクト （東京工業大学） |
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| AWACS | |
| 800×300×350mm 10.0kg | |
| 本機体は、空中にある障害物に対して、避ける行動ができる洋上半自律機体です . 基本は地上からパソコンで操作され、水上の突き出された障害物に対し、反応し、運転方向をかえることができます . 水面上につけた超音波センサによって、感知します . DCモータ、ギヤボックス、スタンチューブとスクリューから構成される駆動ユニット２基で航行します . 基本的な回路やバッテリーは水中にあります . Zigbeeを用いて無線による通信を行います .
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| 福島県立平工業高校制御工学科プレコチーム （福島県立平工業高校） |
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| プレコロボット | |
| 1000×600×250mm 5.0kg | |
| 課題研究の題材として、飼育していた魚のロボットを作成しました。TwitterなどのSNSで、このような魚ロボを作成している方を参考のために探しました。AFK研究所合同会社 ロボ化石プロジェクトの近藤敏康様の研究内容を拝見して、リモートにてご指導頂き、自分たちでも沢山工夫して作成しています。
飼育していた魚が死んでしまったので、その魚から型を作ったり、質感、体のつくりを観察しました。100均で販売している素材を使い、ローコストかつ素材を入手しやすいようにしました。サーボモーターは近藤敏康様も使われているハイテック 汎用ハイボルテージアナログウォータープルーフサーボ HS-646WPを使用しています。
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