高度成長期から50年、橋の老朽化で点検対象が70万件に私たちの身の回りでよく見かける「橋梁(橋)」。橋梁とは地面や水面よりも高い場所に設けられた道のことで、生活に欠かせない社会インフラの一つです。日本の社会インフラの多くは高度成長期前後に建設されたため、国土交通省によると、日本で建築年度が判明している橋の67%以上が2033年までに築後50年を突破すると言われています(注1)。道路インフラが日本よりも先に発達したアメリカでは、1980年代に道路インフラの老朽化が問題となり、当時は「崩壊するアメリカ」と言われていました。日本でも道路インフラの老朽化問題が顕在化し始め、2014年に定期点検が法令化されました。これに伴い、全国70万橋に対し5年に1回の定期点検が求められ、今まで以上に効率的に点検業務を行う必要が出てきました。そこで富士通では、橋梁の点検業務をICTの力で高度化できないかと考えました。国土交通白書」(http://www.mlit.go.jp/hakusyo/mlit/h28/hakusho/h29/menu.html)より。富士通が考案したのは、橋梁メンテナンスにおける保守点検の数が多く、疲労劣化の原因となる「床版(しょうばん)」の安全性をAIで検証する技術です。床版とは、橋梁の上を通る荷重を直接受ける部材のことです。一般の橋梁では、車は鉄筋コンクリートで作られた床版の上を走りますが、車が通行することで床版は次第に撓(たわ)み、その繰り返しによってコンクリートや鉄筋が劣化します。交通量が増加したり、過積載車両が走行したりすれば、劣化はさらに早まります。床版内部にセンサーを埋め込んで安全性の確認を行う技術もありますが、床版の中にセンサーを埋め込む必要があるため、すでに建っている橋梁には使うことができません。Zinrai」(ジンライ)で分析することで、今までよりさらに詳しい状態把握ができると考えました。本技術による振動データ分析モニタリングシステム技術研究組合(RAIMS・注2)が行った実証実験(注3)では、床版の上に多数の車が走行した状態をシミュレートし、通常の橋梁の新設から完全に壊れるまでの振動データを収集。検証用の床版には内部にセンサーを埋め込み、コンクリート内部や鉄筋の劣化を検知するとともに、内部センサーとは別に床版に加速度センサーを取り付けて記録を取りました。得られた加速度データを、「Zinrai」上に構築したTDA(トポロジカルデータ解析)によって処理したところ、橋梁にひび割れ等の内部損傷が生じた時は、振動データから収集した幾何学的特徴に大きな違いが表れることが判明。その違いは床版内部に埋め込まれたセンサーで発見された異常と一致することが確認できました。これにより、現在の橋梁でもセンサーを後付けすることで、床版の健全性を確認することが可能になります。(注2)モニタリング技術の早期実用化を目的とした14の企業、法人が参画する組織。富士通も組合員として研究開発を行っている。実証実験の結果IoT、AI、ロボットで社会インフラをより安心・安全に現在の点検作業は、主に「技術者の目や耳」によって行われています。これに加えて、最近では内閣府が主導するSIP(戦略的イノベーション創造プログラム)の中には「インフラ維持管理・更新・マネジメント技術」というものがあり、社会インフラマネジメントにイノベーションを促進し、新技術導入しようという動きがあります。(注4)では、メンテナンス技術の向上とメンテナンスにおける新技術の開発・促進を掲げています。その一環として、今回のテーマである橋梁に関して次世代社会インフラ用ロボットの開発・現場検証の実施を行うなど、インフラメンテナンスに関するイノベーションを産学官民が一体となって行おうとしています。今後の社会インフラの安心・安全を低コストで行うためには、ICTの利活用は大きく期待されるものとなっています。ちなみに「AIの判断だけでは判断根拠に欠ける」と考える方もいらっしゃるかもしれません。富士通では、ディープラーニングで導き出した根拠を既知の知見をベースに説明できるAI技術も持っています(注5)。将来的には、AI技術をさらに高度化したデジタル点検も見据えています。これからも、AIやIoTを活用して、安心・安全な社会インフラに貢献していきたいと考えています。《計画期間:平成27(2015)~32(2020)年度》」(http://www.mlit.go.jp/common/001104257.pdf)より。AIが出した結果の根拠を説明する技術(http://journal.jp.fujitsu.com/2018/01/23/02/)より。(道路下の空洞探査)富士通の広告宣伝AI(人工知能)「Zinrai」あらゆる現場で実用化が進む、AI活用を加速させるためには?新技術や事例、関連する商品・サービスなど実現するヒントを紹介します。