九大で河道閉塞の無人化復旧を公開実験、熊谷組が新開発ロボットシステム適用：無人化施工

熊谷組は、九州大学 伊都キャンパスで、河道閉塞の模擬環境で建機遠隔操作の公開実験を実施した。河道閉塞発生時の迅速かつ安全な応急復旧を可能にする無人化施工の技術確立を目指す。

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　熊谷組は2025年7月10日、福岡市の九州大学伊都キャンパスで、河道閉塞の模擬環境を用いたロボットシステムの公開実験を行った。この実験は、ムーンショット型研究開発事業「CAFEプロジェクト（PM：筑波大学 教授 永谷圭司氏）」の一環であり、河道閉塞による2次災害を防ぐ技術確立を目的としている。

　実験では、模擬環境で新たに開発した走行路補強マットの設置やポンプの運搬、ホース固定用杭の打ち込みといった一連の排水作業を無人化施工で行い、その有効性を確認した。

小型の油圧ショベルと不整地運搬車を遠隔操縦して復旧作業

　ムーンショット型研究開発事業では、自然災害の中でも、特に斜面崩壊などで川が堰（せ）き止められることで発生する「河道閉塞」に着目。放置すると、上流部に溜まった水が閉塞箇所を決壊させ、下流の広範囲に2次被害を及ぼす危険性がある。

　そのため、上流部の湛水（たんすい）箇所から下流へ水を流す排水作業を迅速に行うことが求められる。従来は作業員が0.4〜0.5立方メートル級の大型建機に搭乗して排水ポンプを設置していたが、水際斜面の作業には危険が伴った。山間部では大型建機を分解して運搬する必要があり、迅速な初動対応が困難だった。

　そこで熊谷組は、令和3（2021）年度からムーンショット型研究開発事業に参画。ヘリコプターで分解せずに運搬できる小型建機を遠隔操作し、大型建機と同等以上の性能で排水作業を可能にするロボットシステムの開発に取り組んでいる。

ロボットシステムの作業イメージ　出典：熊谷組プレスリリース

　今回実験で用いた技術は、建設ロボット（油圧ショベル、不整地運搬車）、応急復旧システム、マシンガイダンスシステム、ROS（Robot Operating System）で構成される。

　河道閉塞の水際は地盤が軟弱で、建機が走行できないため、運搬が容易で建機の走行路を確保できる走行路補強マットを開発した。マットは、合成繊維織物と塩ビ管から成り、1平方メートル当たりの質量は7.42キロと、敷鉄板の24分の1の軽さを実現している。

　マットはロール状で不整地運搬車が運搬し、油圧ショベルが水際で展開して走行路を確保する。

今回開発した走行路補強マット　出典：熊谷組プレスリリース

　応急復旧システムとなるポンプの設置作業では、不整地運搬車を遠隔操作して河道閉塞の水際まで走行させ、ベッセルを上げてフレームに固定された排水ポンプを河道閉塞の水際へ設置する。その後、下流側へ走行することで、ホースや電源ケーブルを巻き出す。油圧ショベルは、ポンプ本体を設置したフレームの後方に別のフレームを連結し、小型建機の作業半径を拡張する。最後に、後方からポンプフレームを押し出し、水中に排水ポンプを配置する。

　ポンプによる排水の際、通水直後にホースが暴れて他のポンプのホースと絡まり、破損した事例が報告されている。ホースの暴れを防止する目的で、ホースを固定するために油圧ショベルで杭を打ち込みむ。

実験の作業手順　出典：熊谷組プレスリリース

　建設ロボットは熊谷組が開発したもので、遠隔操作が可能な他、さまざまな形状の物体をつかめるロータリーフォークを備える。ロボットにはGNSSやIMUセンサーを搭載し、履帯の方位角や排土板角度をリアルタイムで把握できるマシンガイダンスシステムを搭載。軟弱地盤や半水中でも、安定した走行やポンプ設置が可能になる。

センサ搭載位置図　出典：熊谷組プレスリリース

マシンガイダンス表示画面　出典：熊谷組プレスリリース

　さらに、ROS（Robot Operating System）の採用で、最大2台の不整地運搬車の位置を外部シミュレーション空間にリアルタイムで反映させた。システム上では、車両運行PC（車両の運行を総合的に制御するPC）と遠隔操作PC（遠隔操作用レバー情報を転送するPC）、車両PC（車両側の制御PC）の間に、ROS Controller用PCが介在する。不整地運搬車の運転中にGNSS機器で位置情報を周期的に取得し、Odometry形式で外部シミュレーション空間へと情報転送する仕組みだ。

　自動走行システムとUDP（User Datagram Protocol）通信で連携しつつ、最大で2台の不整地運搬車の動きをシミュレーション空間内に反映できることを確認している。

ROSシステムを介した不整地運搬車の位置情報の展開　出典：熊谷組プレスリリース

　熊谷組は今後、沈砂池などでのフィールド試験を経て、社会実装を目指す方針だ。