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 ブルドーザーやダンプトラック、油圧ショベルといった土木工事に用いる重機の自動運転技術の試験導入が国内の大規模現場を中心に進んでいる。重機を運転するオペレーターの減少や高齢化といった人材不足問題の解消に加え、昼夜連続施工を容易にして生産性向上も図る狙いがある。自動化重機の実工事への適用という点では、世界でも日本が一歩リードしている状況だ。

 日本国内でも特に重機の自動化で先行している例が、鹿島が開発するA4CSEL(クワッドアクセル)だ。既にダンプトラックとブルドーザー、振動ローラーという異なる重機を連係させ、ダムの堤体を無人で構築するという“離れ業”を実現。秋田県内で建設する成瀬ダムの現場で、複数の重機による昼夜間の連続施工も達成している。運転席に操舵(そうだ)装置を設置する重機と、操舵装置は使わずに電子制御で動かす重機が混在する。

鹿島がクワッドアクセルの技術を本格導入している成瀬ダムの建設現場(写真:日経クロステック)
鹿島がクワッドアクセルの技術を本格導入している成瀬ダムの建設現場(写真:日経クロステック)
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 鹿島のシステムでは、自動運転に必要な位置情報はGPSで把握する。それだけでは粗い位置情報を、重機に設置したジャイロセンサーで補足。施工に必要なレベルの精度を確保した。さらに、オペレーターの運転特性やAI(人工知能)を用いた最適な運転方法の解析によって、個々の重機の移動や作業に適切な指示を与えられるようにしている。

 他方、大林組はNEC、大裕(大阪府寝屋川市)と共同で開発した油圧ショベルの自動運転システムをトンネル工事の土砂積み込みに適用。土砂置き場からの土砂の掘削やダンプトラックへの積み込みを自動でこなす。この技術では、操縦用のロボットを用いるので、多様な重機への対応が可能だ。

(出所:日経クロステック)
(出所:日経クロステック)
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 重機の自動運転を推進するうえで大きな課題となっているのが、メーカーや機種ごとに異なる重機操作だ。既に市場に広く普及している油圧制御型の重機であれば、人の代わりに操縦する装置やロボットが要る。新型の電子制御型の重機を使えば、電気信号で重機を操作できる。だが、その制御回路はメーカーごとに異なり、その中身も基本的に開示されていない。メーカーと提携しない限り、電子制御型の重機での自動運転は難しい。

 この課題を解消するために、土木研究所が中心となって重機の制御信号について議論する会議体を2022年度内に設立。制御信号の統一ルールの整備を目指す。加えて、国土交通省が22年3月に設立した協議会が、これまで曖昧だった自動運転を採用する際の安全基準などの整備について議論していく。重機の自動運転に向け、国を挙げた開発体制が整いつつある。

 世界をリードする技術を、制度や仕組みも含めたパッケージとして確立できれば、国内での生産性向上ツールとして普及するだけでなく、海外へのインフラ輸出で大きな武器の1つにできるかもしれない。