制御がモノをオブジェから
生きものに変える

宇宙エレベーターとは文字通り、地上から宇宙に行くためにロケットの代わりにエレベーターを使うこと。約3万6000km上空の静止衛星から垂らしたテザーと呼ばれる特殊なロープを伝い、クライマー（自走式の昇降機）で昇り降りするというものだ。SFの話ではない。世界中で真剣に研究が行われているテーマなのだ。この宇宙エレベーターのクライマーの競技会がある。もちろん、宇宙までは無理である。数百メートルから1.2キロほどの高さに浮かべた気球から垂らしたテザーを、小型の無人クライマーが昇降する、そのスピードなどを競うのである。実は江上の率いる神大チームは、この競技で優勝経験もある強豪なのだ。

「富士山麓などの野外で競技会や記録会は行われますから、学生たちと合宿生活のようになるんですね。一緒にお風呂に入ったり、飲み会をしたり。準備が間に合わず、学生たちはときに徹夜もする。その過程で深い交流が生まれるんです。いいもんだなあと思いますね」と江上は振り返る。

クライマーはウレタンをかぶせた金属製のローラーでテザーを挟み、ローラーを回転させて昇降する。このローラーの形状をキャタピラ状（クローラという）に変えてみたり、ローラーの数を変えて2 輪や4 輪や6 輪にしてみたり、あるいはウレタンではない素材に変えてみたりとさまざまに試行錯誤を繰り返す。また、空中にあるテザーは風の影響を受けて大きく揺れ動き、それとともに激しく変化するクライマーの姿勢の制御も重要となる。という具合に、単なる昇降ではあるが、非常に多様で困難な課題がつきまとう。
「わたしたちは制御の研究室なので、制御的なものでアピールしたいと常に考えていました。たとえば、テザーが湿るとローラーが滑ってしまいます。だからといって押しつけ圧を高めると、エネルギーロスが大きくなる。そのため、ローラーの押しつけ圧を自動調整する方法を考えましたし、また、空中で回転しないように姿勢制御のためのジャイロユニットの開発などもしました」
それ以外にも数多くの新しい技術がクライマーには詰め込まれている。高さがわずか1メートルほどのクライマーだが、それはいわば機械工学の粋といっても過言ではない。

宇宙エレベーターの実用化は NASA やJAXA といった大きな組織が国家的に取り組まなければ実現はないと江上は言う。その点では、いまだ夢物語にすぎない。だが、このクライマーに注がれた熱情は、社会に役立つマシンとして生まれ変わろうとしている。そして、そんな「実用化」こそが機械工学の醍醐味であり、江上がもっとも喜びとするところだという。
「このクライマーの技術を発展させて、いま鉄塔に自力で登っていくことができる工事支援ロボットの開発をしているんです。高圧電線を支える高い送電塔に人間が昇って作業をするのは大きな危険が伴います。ロボットが代わりに行うことができれば、作業員の安全につながります。これはすでに実験においてもスムーズに鉄塔を昇ることに成功していますから、実用化も近いでしょう」

クライマーで培われた技術は、他にも壁面検査ロボットや、高所にモノを運搬するロボットなど、さまざまに実用化がなされようとしている。江上が開発を進めているのはクライマーだけではない。たとえば、体の動きでコントロールする電動車イスもそうである。

「世の中に無いようなもの、独創性が何よりも大事だと思っているんです。クライマーも高度な制御系を積んでおり、その点でとてもオリジナリティにあふれています。電動車イスにしても、アイリスロボットハンドにしても、研究中の他のプロジェクトにしてもそうです」と江上は言う。

小さな頃から、将来は発明家になりたいなと思っていたという。大学院までは制御理論が専門だったが、やがて機械工学科に勤務することになり、そこでメカの面白さに惹きつけられた。