アデレード大学、オーストラリアの洞窟を調査するクモ型ロボットを開発
南オーストラリア州の南東部にはナラコート洞窟があります。この国立公園はユネスコの世界遺産に登録されており、鍾乳石、石筍、先史時代の化石で知られています。最近、アデレード大学の学生グループが、この場所の3Dスキャンを行うためのロボットを製作しました。
CaveXと名付けられたこのプロジェクトでは、チームは最終的な設計に至るまでに15種類のモデルを作成しました。学生たちは、車輪やキャタピラを備えた装置では洞窟の表面を傷つけるおそれがあるとして、6本の脚で歩くロボットを選びました。また、この設計により、さまざまな歩行パターンで起伏の多い地形を移動することも可能になりました。
3Dスキャンそのものについては、この洞窟で新たな発見につながることが期待されています。
「私たちは洞窟の表面を調査して新たな入り口を探しています。それが新たな化石層につながることを期待しています。これにより、ここにある化石鉱床についての知識を広げることができるでしょう」
プロジェクトに携わったチームは、新たな世代の工学系学生がロボットの開発を引き継いでくれることを望んでいます。今後は、人工知能やコンピュータービジョンなどの技術を活用して作業を改善していく姿を見たいと考えています。
ウィリアムズ氏はABC Australiaに対し、モデル製作中にいくつかの課題に直面したと語りました。たとえば、天井の低い通路があり、洞窟の奥深くまでスキャナーを運べなかったとのことです。そのため、スキャンデータに欠落が生じ、この大学院生は工学部に助けを求めました。
学生のマシュー・キング氏は、他の学生たちがどのように関わったかを説明しました。「私たちはこのプロジェクトを心待ちにしていて、一緒にうまく働けると考えた志を同じくする仲間を集めました。その仲間がCaveXプロジェクトの5人のメンバーになりました」。別の学生ヘイデン・リー氏は、ロボットのアイデアは多数あったものの、洞窟と古代の化石がもろいため、それらを断念せざるを得なかったと述べました。
解決策となったのは、昆虫などの生物が移動に使う脚を取り入れて設計に組み込むことでした。CaveXチームは週末をすべて洞窟の中で過ごし、ロボットを試験しました。プロジェクトの参加者たちは、ここまで至った結果に満足しています。このロボットは起伏のある地形を様々な歩行パターンで歩き、周囲の領域をマッピングして、複数のスキャンを繋ぎ合わせた全体像を作成することができました。
「これらの最初の画像はかなり良好に見えます。以前は取得できなかった領域のデータも得られていることがわかります」
CaveXチームは、これらの洞窟がどのように形成され、どのようにして化石鉱床とそれに関連する化石で満たされたのかを解明しようとしています。今後のマッピング任務では、技術者たちは障害物との衝突を防ぐため、特定の物体を識別できるカメラの追加を検討したいと考えています。さらに、どの重要な領域を避けるべきか、またどのような構造からなっているかを把握するうえでも、このプロセス自体にとって重要です。
「私にとって、これは6年間の学業と9か月間の共同作業の集大成です！世界遺産「ナラコート洞窟」で古生物学者のリズ・リード博士およびクレイグ・ウィリアムズ氏と協力し、この問題を完全に解決するために取り組みました」
ナラコート洞窟は、南オーストラリア州ナラコート近郊にある国立公園です。6 km²の敷地に26の洞窟があり、その総面積は3.05 km²です。この公園は、保存状態の良い動物化石が多数見つかることで知られており、特にオーストラリア巨大動物相の多くの種が見つかっています。これらは1994年にユネスコの世界遺産に登録されました。
ナラコートとリーズリー公園は、最も重要な化石鉱床トップ10に含まれており、オーストラリア独自の動物相の進化の主要な段階を示す優れた例です。ナラコート洞窟での研究の目的は、洞窟の自然的・文化的価値についての知識と理解を広げることです。これは洞窟と化石の保全に関する意思決定に役立っています。
この研究によって、世界遺産に登録された化石堆積物の価値をより深く理解することができます。例えば次のような点です：
- 現代の動物群集の進化と発展
- 過去50万年間の環境変化
- 氷河期が動物の個体群と群集に与えた影響
- 将来の気候変動が動物の個体群と群集に与えうる影響
- 絶滅した種の生物学（オーストラリアの巨大動物相を含む）
- オーストラリアの巨大動物相が絶滅した時期
- 南オーストラリアにかつて生息していた動植物の多様性
