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2016年12月14日 (水)

インフラの長寿命化を支える先進レーザー診断技術の開発-トンネルなどの保守保全作業の自動化に道筋-

2016年12月2日
理化学研究所
レーザー技術総合研究所
量子科学技術研究開発機構
日本原子力研究開発機構
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 理化学研究所光量子工学研究領域の
緑川克美領域長、
和田智之グループディレクター、
加瀬究先任研究員と、
レーザー技術総合研究所(レーザー総研)
の島田義則主任研究員、倉橋慎理研究員と、
量子科学技術研究開発機構(量研機構)の
河内哲哉経営企画部次長、
錦野将元上席研究員と、
日本原子力研究開発機構(原子力機構)の
大道博行特任参与、山田知典研究員らの
共同研究グループは、トンネルなどの
インフラの保守保全作業を、自動化、
効率化するために
「レーザー高空間分解能計測」、
「レーザー打音」、
「レーザーコンクリート切断」と
呼ばれるレーザー技術を開発し、
コンクリート供試体を計測対象として、
三つの技術を合わせた屋外試験に
初めて成功しました。
 
 トンネルなどのインフラの保守保全作業
は、技術者の目視確認[1]、
手作業(触診・打音・叩き落とし[1])で
行われます。
 
 したがって保守保全作業には非常に
時間がかかり、大きな危険が伴います。
 
 暮らしの安全を維持し、安定した流通を
確保するためにも、効率的で安全な
保守保全法の確立が求められています。
 
 そこで共同研究グループは、
レーザー技術を用いて老朽化したインフラ
の保守保全作業を自動化、効率化するため
の研究開発に取り組みました。
 
 理研は、インフラ表面の微細な状態を
見極めるために
「遠隔的散乱光検出・干渉計測・分光計測」
の3つの方法を融合し、高空間分解
(幅0.15mmのひび割れ及び0.1mmの凹凸の
 検出が可能)での表層部3次元計測を
実現しました。
 
 また、レーザーを用いた
遠隔・非接触検査である
「レーザー誘起振動波診断技術
(レーザー打音)[2]」は、
西日本旅客鉄道株式会社、
レーザー総研等が先行して研究開発して
います。
 
 レーザー総研と量研機構は、計測機構を
改良することで高速化を行い、
従来の速度を大きく上回る1秒間に50回の
計測を可能にしました。
 
 これは光音響波計測法[3]を基礎とした、
レーザーをトンネル内壁に照射することで
コンクリート内部の欠陥を探査する方法
です。
 
 さらに原子力機構は、レーザーを用いて
コンクリートの脆弱部を溶断(切断)し
除去する技術「レーザーコンクリート切断」
の原理実証と高速・省力化のための
データベースの構築を行っています。
 
 これらの三つの技術はそれぞれ、
現在インフラの保守保全作業で行われて
いる目視確認と手作業による触診、
打音検査、叩き落としに相当する方法です。
 
 将来、インフラ保守保全作業を
遠隔かつ非接触で、高速に行うための
基礎になると考えています。
 
 実構造物を対象とした性能検証、
使用性・実用性向上など、社会実装に
向けた課題は多く残されていますが、
今後、道路管理者や民間事業者の協力を
得ながらさまざまなタイプの欠陥の
検出・処理の実地検証を重ね、
社会実装に向けた課題を解決し、
実用化につなげていきます。
 
 本研究は、
内閣府総合科学技術・イノベーション会議
の戦略的イノベーション創造プログラム
(SIP)「インフラ維持管理・更新
・マネジメント技術
(藤野陽三プログラムディレクター)」
(管理法人:科学技術振興機構)
によって実施されました。
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 良いですね。
 いろいろな研究機関が協力して
老朽化したインフラの保守保全作業を
自動化、効率化するための研究を実施
する。
 
 
>これらの三つの技術はそれぞれ、
>現在インフラの保守保全作業で
>行われている目視確認と手作業による
>触診、
>打音検査、
>叩き落とし
>に相当する方法です。
 
>将来、インフラ保守保全作業を
>遠隔かつ非接触で、高速に行うための
>基礎になると考えています。
 
 まだ実用化までには時間がかかると
思いますが、一日も早く実用化出来る
よう期待しています。

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