困難な環境におけるリモートアプリケーション

• 設計、応用、運用に関する幅広い専門知識を活用し、信頼性が高く、安全で、費用対効果の高いソリューションを開発します。
• 重要かつ繊細で複雑な部品を、信頼性の高い方法で遠隔から保守・交換できる、包括的な運用管理システムを開発する。
• 学術界と連携し、新たなアイデアを生み出すためのイノベーションパイプラインを構築する。
• 業界と提携し、技術コンサルティング、機械設計、制御システム、運用に関する専門知識を提供します。

JETは、世界最大の稼働中の実験用トカマク型核融合炉です。核融合反応で発生する高エネルギー中性子の照射により、一部の部品や支持構造物が放射性物質となり、長期間にわたって放射能を帯びることがあります。これは、1997年にJETで行われた最初のDT（重水素/三重水素）実験後に最も深刻化しました。さらに、プラズマに面するタイルの多くはベリリウムで覆われており、粉塵として吸い込むと、原子炉内で作業する人にとってさらなる危険となります。そのため、JETは常に遠隔操作を重視し、可能な限り多くの作業を完全に遠隔で行えるように努めてきました。

長さ12メートルの蛇のような形状のブーム2本が真空容器内に伸び、カメラや工具を運び込み、作業員が遠隔で作業できるようにする。

主要なツールは、触覚フィードバック機能を備えたローカル・リモートマニピュレーターであるMASCOTです。これにより、オペレーターは新しい部品を運んだり、ボルトを締めたりといったあらゆる動作を体感できます。このシステムを使用して、これまでに9回のシャットダウン作業が完了しています。

JETマシンは複雑な装置であり、その詳細な構成は物理実験の要求に応じて変化する。遠隔操作システムには、以下の2つの機能が求められる。

• システム障害の修復は実験を停止させる。
• 新たな実験のためのトーラス構成要素の変更

経験上、遠隔操作による介入は、従来のように人がトーラス内部に入り込むよりも、より高い精度を実現し、不純物の混入も少なくなることが分かっている。

JETはロボット工学にとって非常に厳しい環境である。高線量の放射線、高温、限られたアクセス、大型で複雑な機器、そして確実に、かつ故障なく完了しなければならない重要な検査および保守手順などが挙げられる。

RACEは、フランスのカダラッシュで行われる国際核融合実験（ITER）向けにロボットソリューションを開発する予定です。

遠隔操作とメンテナンスは、ITER装置が本格的な核反応段階において効果的かつ効率的に稼働するために不可欠です。放射線やスペース不足のため、検査やメンテナンスが必要な領域の中には手動でアクセスできないものがあり、専用の遠隔メンテナンスシステムの導入が必要となります。RACEは、ダイバータ遠隔ハンドリングシステム（RHS）、中性粒子ビームRHS、キャスク＆プラグRHSなど、多くの重要な遠隔ハンドリングシステムの開発において業界を支援しています。^{[ 1 ]}

DEMOは、核融合で得られたすべての知識を活用して商業用発電所を建設する、概念実証型の核融合発電所である。

ITERの後、DEMOは核融合発電による電力を電力網に供給し、核融合が電源として実現可能であることを実証します。RACEはDEMOのリモートハンドリングコンセプトの開発において主導的な役割を果たしています。リモートメンテナンスは、将来の核融合発電所にとって、装置の性能を決定づける重要な要素であり、ミッションクリティカルな要素となることが認識されています。核融合炉は、専用のリモート操作ツールによってリモートでメンテナンスできるように設計されなければなりません。さらに、運転中にこれらのツールが故障すると、発電所の稼働率に影響を及ぼし、ひいては商業的な実現可能性にも影響を及ぼします。

RACEは、伸縮式遠隔操作マニピュレーター（TARM）と呼ばれる大型マニピュレーターを改修し、柔軟で超冗長な機構を用いた重量物操作の研究試験台として使用します。この研究により、これらの概念が、核融合による商業的に実現可能なベースロード電力供給に必要なコストと信頼性のパラメータ内で実現可能な、検証済みのエンジニアリング設計へと発展する可能性を検証します。

RACEは、科学技術施設協議会と提携し、スウェーデンのルンドで建設中の欧州核破砕源（ESS）のアクティブセル施設における遠隔操作機器の設計、製造、設置に関する主要契約の締結を支援している。

アクティブセル施設は、回転式タングステンターゲットホイールを備えたESSターゲットステーションから放射性廃棄物部品を受け取ります。ターゲットホイールは数年ごとに交換する必要があり、長期廃棄物保管施設へ輸送する前に処理および梱包する必要があります。

対象となるホイールのサイズが大きいため、アクティブセル施設は12m×12m×12mの鉄筋コンクリート製のセルとなっています。このサイズの密閉された箱の中では、壁を貫通するマニピュレーターを使用して作業を行うことはできないため、設計上は2台の遠隔操作クレーンで搬入される遠隔操作機器に依存しています。セルには窓がないため、隣接する部屋に座っている作業員は複数のカメラを使用して、さまざまな取り扱いおよびサイズ縮小プロセスを制御します。セル内の機器は、サイズ縮小用の切断装置、動力マニピュレーター（ロボットとも呼ばれる）、クレーン、遮蔽材、輸送ケースなどで構成されます。実施される作業には、大型の放射化部品の処理、修理、改修、試験、廃棄が含まれます。

RACEの活動すべてに共通するテーマは、「システム・オブ・システムズ」の制御である。JET、ITER、DEMO、ESSは、複数のロボット装置の効率的かつ協調的な運用に依存する複雑なシステムの例である。

ロボット工学と自律システムの複雑化に伴い、独自の機能を実現するために、システムをさまざまな方法で適応させ、組み合わせる必要が出てきます。さらに、定期的なソフトウェアとハ​​ードウェアのアップデート、および機器の陳腐化に対応するための計画能力も求められます。RACEは、シミュレーションと実際のハードウェア制御のために、仮想現実、拡張現実、触覚フィードバック、運用管理、状態監視などの統合デジタルツールを開発しました。このデジタルツールキットの中核となるのは、「システム・オブ・システムズ」ネットワークプロトコルです。

このソフトウェアは、「自己記述型」ハードウェアが他のメンバーからデータを提供および要求できるように設計されています。これにより、陳腐化や急速に変化するネットワークといった長年の課題に対処できるだけでなく、ユーザーインターフェースを含むソフトウェアツールが、あらゆるハードウェアデバイスやセンサーにアクセスして制御することも可能になります。プロトタイプソフトウェアは、複数のベンダーの特注品および市販品の制御に使用されています。ベンダーやプラットフォームの種類に関係なく、あらゆる最新技術の利用を可能にします。

このような新しい技術においては、関係者が技術的、商業的、倫理的、法的、社会的な問題を検証できる試験施設を設置することが不可欠です。RACEは、カルハムの安全な敷地内にある、全長10キロメートルに及ぶ道路、交差点、ロータリー、信号機、横断歩道を利用できます。

RACEは、Millbrook（Spectris Plc傘下）との提携により、英国のコネクテッド・自動運転車（CAV）テストベッドの一部を運営するための資金を、コネクテッド・自動運転車センター（CAV）から獲得しました。Meridianは、4つの拠点を世界的に展開し、モビリティ・アズ・ア・サービスを含む自動運転車の導入に関するあらゆる課題を探求するために活用します。

RACEは、2019年にオックスフォードからロンドンまで（安全運転担当者を同乗させた上で）自動運転で走行する6台の車両からなる車両群を開発しているDRIVENコンソーシアムにも参加しています。オックスフォード大学からスピンアウトした自動運転車開発企業であるOxboticaは、12か月以上にわたりRACE周辺の道路を利用しており、 レベル4の自動運転走行で5000km以上の走行実績を積み上げています。

開発者が利用できる「CAVピットレーン」を開発するための追加投資が確保されました。RACEは、自動車メーカー、ソフトウェア会社、保険会社、規制当局、地方自治体、サービスプロバイダー、そして一般市民と連携し、自動運転車のテスト拠点となる予定です。

包括的な標準試験方法群により、ロボットの能力を定量的な結果に基づいて独立して評価することが可能です。遠隔システムの機動性、センサー、エネルギー消費量、通信、器用さ、耐久性、信頼性、物流、安全性、自律性、およびオペレーターの熟練度を測定するための規格が開発されています。

これらの手法は、ロボット開発者がユーザーのニーズに基づいて性能を評価し、購入や導入に関する意思決定を支援し、オペレーター向けの集中的なトレーニングを提供するのに役立ちます。

RACE TESTは、メーカーから独立した中立的なテスト施設であり、システム性能の公平な比較を可能にします。