【東北から世界へ】日本初！火星探査ロボットの世界大会へ向けた挑戦 〜 ARES Project 〜

【東北から世界へ】日本初！火星探査ロボットの世界大会へ向けた挑戦 〜 ARES Project 〜

日本初の学生による火星探査機開発チーム

ARES Projectは、「ローバー」と呼ばれる、ロボットアームと生命分析装置を搭載した惑星探査ロボットの開発を行う学生団体プロジェクトです。
車輪型のローバーによる探査は、実際の月・火星探査にて用いられている方法であり、現在世界で大きく成長を続ける宇宙開発においては今後も欠かせないものであると考えられます。この流れを受け、世界では学生を対象とした大規模な火星探査ローバーの国際大会が開催されています。参加チームには、欧米の先進国のみならず、アジア、アフリカ、南米の宇宙開発後進国の大学も数多く名を連ねます。ところが、これまでに日本から大会に参加したチームは存在しません。
その背景にあるのは、日本国内に学生がローバー開発を経験できる場がほとんど存在しないという現状です。そこで我々は、日本で学生が惑星探査ロボット開発を経験できる場を作り出し、将来の宇宙開発を担う日本の若者に新たな環境を提供するべく、2022年3月に立ち上がりました。
わずか3人から始まったチームは、1年半で30人ものメンバーを抱える団体へと成長しました。現在は、米国ユタ州にて毎年開催される火星探査機の学生世界大会 “University Rover Challenge (URC)” への日本チームとして初の出場を目指しています。
さらに、本プロジェクトによって培われた要素技術は、惑星探査にとどまらず、災害救助ロボットや自動運搬ロボットなど、地球におけるさまざまな領域において応用することができます。私たちは宇宙を目指して世界に挑戦し、最終的には培った技術を地球にも還元していくことも将来目標の１つです。


 

火星探査機世界大会への日本勢初出場に挑戦

我々は、火星探査ローバーの学生世界大会である、“University Rover Challenge (URC)” への日本勢初出場を目指しています。米国ユタ州の火星実験場 “Mars Desert Research Station” にて毎年開催される本大会には、世界各国の大学から100チーム以上が参加しています。

大会では、4つのミッションが課せられ、その合計得点によって優勝チームが決まります。

第1ミッションは、“Autonomous Navigation (自動運転)” です。ローバーは、中継地点やゴール地点に設置された2次元コード、GPS座標を頼りに、完全自動運転でゴールを目指します。 ローバーには自動で飛行するドローンが搭載されており、地上から得た地形やゴール地点のデータも活用します。各種センサーを駆使した高度な自動運転システムの構築が求められます。

続く第2ミッションは、 “Science Mission” です。このミッションでは、地面から数g程度の土・岩石試料を回収し、ローバー内に搭載された生命分析装置で、各チームがそれぞれ定めた「生命」の定義に基づいて試料中に生物が存在するか否かを分析します。火星にはかつて水が存在していたと考えられ、生命の痕跡をめぐる探査が進められています。実際の探査に基づいて設定されたScience Missionでは、工学と理学の融合が鍵となります。

第3ミッションは、 “Extreme Delivery” です。半径1km以内の指定された地点を順番に巡り、5kg以内の岩石や工具を回収します。起伏に富む荒れた砂漠を非常に長い距離走行するため、ローバーの走行性能や通信性能が試されます。

第4ミッションである “Equipment Servicing” では、将来的な火星での宇宙飛行士の業務の補助を想定し模擬宇宙船をメンテナンスします。まず、用意された模擬宇宙船まで荷物を運搬し、ロボットアームで宇宙船の引き出しにその荷物を収納します。その後、ロボットアームに取り付けられた工具で引き出しをねじ止めし、宇宙船に取り付けられたキーボードに，指定された記号を入力するという内容です。主に、ロボットアームの性能が試されます。
 

世界に挑める火星探査機の開発

これまでにARES Projectでは、5機のローバーを製作しました。現在は、これまでの機体の問題点を解消し、大会本番で使用するための6機目の設計に取り掛かっています。今年12月までに車体とロボットアーム、生命分析装置の製作を完了させ、来年2月までにロボットアーム、生命分析装置を搭載した状態で、6月の大会本番で課されるミッションをクリアするための制御システムを完成させる予定です。

本番を見据えた6機目では、機体の製作に100万円以上の費用がかかることが予想されています。そのため本助成資金は、加工用の材料、ローバーに搭載するカメラやセンサ類、モーターといった部品類、そして生命分析装置などの開発費用に充てさせていただきます。


 

日本の宇宙開発の底上げに貢献

私たちが目指すのは、ローバー開発を通した未来の宇宙開発を担う人材の育成です。

宇宙を知ることは、我々と、我々の住む地球を知ることに繋がります。特に、地球と同じ太陽系の惑星であり、かつて生命が存在した可能性が議論されている火星の探査は、地球の成り立ちや生命の起源を解き明かす重要な鍵となります。どこで、どのように生命が誕生し、進化してきたのか。その謎を解くことは、将来の地球環境保護への道筋を立てる手がかりにもなり得るはずです。火星を探査するローバーの開発は、その謎の解明に大きく貢献します。

現在の日本は宇宙開発分野における先進国と言えます。しかし、その状況が長く続かないであろうことは、毎年各国の学生が高水準のローバーを開発・出場する大会に日本のチームが出場しないことからも、容易に想像できます。

この現状を変えるべく、我々ARES Projectが先陣を切って日本から世界に挑戦します。University Rover Challengeに日本勢として初めて出場し、優勝を目指すことで、日本の学生にローバー開発の意義と面白さを伝え、宇宙開発における新たな選択肢を生み出すことで、学生も巻き込む日本の宇宙開発の底上げに貢献していきます。

プロジェクトメンバーに関する情報

阿依ダニシ　工学研究科/航空宇宙工学専攻

パマ パスカル　工学研究科/航空宇宙工学専攻，修士1年

長岡佳汰　工学部/機械知能・航空工学科，学部4年

角南沙己　理学部/地球惑星物質科学科，学部4年

雑崎智沖　工学部/機械知能・航空工学科，学部3年

片男浪輝大　工学部/機械知能・航空工学科，学部3年

松橋康太　工学部/機械知能・航空工学科，学部3年

加藤駿典　工学部/電気情報物理工学科，学部3年

樋口風花　工学部/電気情報物理工学科，学部3年

奥田和峰　理学部/地球惑星物質科学科，学部3年

中山暁陽　工学部/機械知能・航空工学科，学部1年

阿部茉友子　理学部/地球科学科，学部1年

ARES Projectは、宇宙を夢見る3人の学生から始動したチームです。現在は30名以上のメンバーを擁する学生団体にまで成長し、発足から約1年半で5機のローバーを開発しました。

　チームは、主に３つの班に分かれて活動しています。ローバーの構造、電装（ロボットを動かすための電気系回路など）の設計・製作や走行システムを開発する班、ロボットアームを設計・開発する班、生命分析のための実験手法を決定し、その実験のための分析機器を開発する班です。

　またUniversity Rover Challengeに並ぶ学生を対象とした火星探査機の国際大会として、毎年９月にポーランドで開催される “European Rover Challenge” があります。この大会にARES Projectは今年日本勢として初めてエントリーしました。書類審査による予選を突破できず決勝進出は叶わなかったものの、メンバー4人が実際にポーランドを訪れ、決勝大会を見学しました。実際のローバーの様子は勿論のこと，大会やチームの雰囲気を間近で感じることができた貴重な経験を、今後の開発に生かしていきます。

　また，7月には鳥取県と鳥取大学の協力で鳥取砂丘に整備された月面実証フィールド「ルナテラス」にて走行実験を実施しました。さらに12月には、オーストラリアにて海外チームとの共同走行実験を予定しており、事前に世界のレベルをチーム全体で知ることで、来年６月のUniversity Rover Challengeへ向けて着実に準備を進めて参ります。

＜ご注意事項＞
・このプロジェクトは目標金額の達成有無にかかわらず、ご寄附をいただいた時点で申し込みが確定し、その後のキャンセルはできませんのでご注意ください。
・目標金額を超えるご寄附があった場合は、「ともに・プログラム」をはじめとする学生支援のために活用させて頂きます。
 
＜税制上の優遇措置等について＞
本プロジェクトへのご寄附は、東北大学へのご寄附となり、確定申告をしていただくことにより税制上の優遇措置が受けられます。
※日本の納税者のみ対象となり、海外の方は優遇を受けることはできません。
詳しくはこちらをご覧ください。

寄附をされた方には、後日「寄附金領収証明書」を送付致します。
確定申告の際は、ご本名と現住所（住民票に記載のご住所）、法人様の場合は登記簿上の名称とご住所での領収証明書が必要となりますので、ご注意ください。

なお、本プロジェクトへのご寄附は、「東北大学基金」の顕彰の対象とさせて頂きます。

詳しくはこちらをご覧ください。