難破船からの幸運：ROV探査で海事史を捉える
沈没船といえば、オンタリオ湖の冷たく淡水の深淵を真っ先に思い浮かべる人は少ないかもしれません。しかし、ロードアイランド大学（URI）の海洋探査協同研究所（OECI）による探査は、その認識を覆すものです。その主役は、コンパクトながらも強力な遠隔操作無人機（ROV）「 Rhody」です。NOAA（アメリカ海洋大気庁）がオンタリオ湖国立海洋保護区内で高解像度の沈没船記録に関心を示していることを支援するミッションとして始まったこの探査は、革新、パートナーシップ、そして沿岸および内陸の水中作業におけるロボット工学の拡大する役割を融合させた、ダイナミックな学術研究体験へと発展しました。
表面下に保存
北米五大湖の一つ、オンタリオ湖は、水面下に眠る歴史の宝庫です。波の下には数百、あるいは数千もの難破船が眠っており、その多くは西部開拓時代に遡ります。木造帆船や初期の蒸気船など、かつて内海を越えて物資や夢を運んだ船も含まれています。
「今回の調査では17隻の難破船を記録しました」とOECIのプロジェクトマネージャー、ホリー・ペタス氏は述べた。「しかし、湖全体では数百、あるいは数千もの難破船が沈んでいる可能性があります。」
これらの数字に驚いたのはあなただけではありません。ニューヨーク州ロチェスターの湖南岸に5年間住んでいた筆者は、波のすぐ下で難破船が見つかるとは知りませんでした。
「オンタリオ湖の沖合では、海と非常に似た状況になることがありますよね？ 表面的には影響がないものの、風の吹き込みが激しいため、湖上で嵐や波が起こり、このような船が沈没するのに十分なのです」と、OECIのアソシエイトディレクター、ジェイソン・フェイ氏は説明する。「私たちが調査した沈没事故の大部分は、船会社が湖が凍結する前に最後の荷物を運び込もうとしていた11月から12月上旬にかけて発生しました。大きな嵐が来れば、間違いなく船は沈没するでしょう。」
ジェイソン・フェイとホリー・ペタス。写真提供：マーリー・パーカー
これらの難破船は、2024年にアメリカ海洋大気庁（NOAA）によってオンタリオ湖国立海洋保護区に指定されたきっかけとなりました。同庁のウェブサイトには、「五大湖と海洋の玄関口であるこの地域の海洋景観は、文化間の繋がり、新興国家と辺境の繋がり、そして商業、機会、そして創意工夫の繋がりを象徴しています」と記されています。
オンタリオ湖国立海洋保護区。2024年9月に指定予定。提供：NOAA
湖底には歴史的に貴重な宝物が眠っているにもかかわらず、資料が限られていることから、NOAAはOECIに連絡を取り、基礎調査の実施を依頼しました。「私たちは、技術とその物語を伝える方法についてブレインストーミングを行いました。そして、それが雪だるま式に膨らみ、5月に完了したばかりのこのプロジェクトへと発展しました」とフェイ氏は語ります。
ロディに会う
この探査の成功の核となったのは、JM Roboticsと共同で製作したカスタマイズされたHD3クラスのROV 「Rhody」でした。「プロジェクトに最適な機種を選ぶために、複数のベンダーに連絡を取りました」とFahy氏は語ります。「JMは、私たちの目的に合わせた車両のカスタマイズに非常に協力的でした。それが、私たちがRhodyを選んだ最大の理由です。」
「この機体に惹かれたのは、6自由度飛行というユニークな能力を持っていることです。ですから、まずその操縦性に注目したのです」と彼は付け加えた。
「NOAAが私たちに求めていたのは、沈没船の高解像度3Dモデルでした」とペタス氏は語る。「HD3ロボットに搭載できたボディとスキッドのおかげで、あらゆるセンサーを使って3Dモデルを作成できました。」Voyis社のDiscoveryステレオカメラを追加したことで、4Kビデオストリームと静止画を撮影することができ、マシンビジョンと3D再構成に活用できるようになりました。
Voyis社のディスカバリーステレオカメラ。写真提供：マーリー・パーカー
この機体は300メートルの潜航能力を備えており、浅い湖から中程度の水深の湖や沿岸での任務に最適です。また、ペリカンケースに入れて輸送でき、小型ボートから展開できるコンパクトな設計のため、科学調査や緊急対応の用途に最適です。
深い発見と生徒主導の科学
オンタリオ湖でのミッションは、ローディ号の処女航海であり、ROVの実環境における性能を実証するものでした。沈没船の種類によって、日々の航海時間はわずかに変化しました。「沈没船の中には、マストが立っているものもあり、写真測量では調査対象のあらゆる角度から写真を撮る必要があるため、調査にかなりの時間がかかります」とペタス氏は説明します。ほとんどの日でチームは2件の調査を完了しましたが、小さな沈没船の場合は1日に最大4件の調査を行うことができました。ROVの潜水は日中に限られていましたが、夜間にはマルチビームソナーを用いたマッピング作業が行われ、湖の未測量部分が補われました。
ファーマーズ・ドーター号の難破船のソナー。写真提供：OECI/NOAA国立海洋保護区事務所
このミッションは教育の場としても機能しました。URIの学生たちは探検隊に参加し、ローディの操縦からマルチビームソナーデータの処理まで、作戦に直接貢献しました。ある学部生は、夜間の地図作成シフト中に、これまで記録されていなかった沈没船を発見しました。
このプロジェクトの成果物は、その手法と同様に印象深いものでした。75万枚の画像、数十時間に及ぶ海中映像、そして最終的には17体のフォトリアリスティックなスケール付き3D沈没船模型がNOAAに提出されました。これらのデジタルアーティファクトは、保存活動と市民参加の両方を支援し、視聴者が身近な方法で海底の歴史を探究することを可能にします。
ファーマーズ・ドーター号の難破船。写真提供：OECI/NOAA国立海洋保護区事務所
フィリップ・ベッカー号の難破船。写真提供：OECI/NOAA国立海洋保護区事務所
「初期の結果は大変説得力があります。Voyisカメラは傑出しており、まさに設計通りの性能を発揮し、非常に優れた成果を上げました。この成果を皆様にお届けするのが待ちきれません」とFahy氏は述べた。
チームは、難破船の保存状態の良さにも驚嘆しました。「湖の状況から、これらの難破船は非常に良好な状態で保存されているだろうと分かっていました」とペタス氏は説明します。「しかし、ローディ号で難破船に近づくと、まるで湖底に丁寧に置かれただけのように見えました。」
「帆走スクーナーに少しでも詳しい方なら、船首の前方にドルフィンストライカーと呼ばれる装置があることをご存知でしょう。これは船首から突き出ていて、それを固定するためにたくさんの索具が必要なんです」と彼女は言った。「私たちは、完全に無傷のスクーナーを一隻見ました。索具もすべてそのまま残っていました。私たちの主任科学者は、それを見た時、まるでお菓子屋さんに入った子供のように大喜びしました。」
これからのロード(イ)
「小さなローディ号のために、壮大な計画があるんです」とフェイ氏は笑った。今後のプロジェクトには、メイン湾での冷水サンゴの研究や、人工サンゴ礁を作るためにフロリダ沖でSSユナイテッド・ステイツ号を意図的に沈没させた記録作成への参加などがある。「これは本当に素晴らしい機会です。沈没前の調査を通して、現状を把握できるからです。船が沈没し、ダイビングスポットとして地域住民が関わり始めると、それがどのように変化するのかは、科学的に解明すべき重要な問題です。」
ローディには、マニピュレーターアームの追加など、いくつかの改造も行われる可能性があります。「能力を拡張しています。そうすれば、調査作業だけでなく、サンプル採取や海底や湖底への実際の接触も可能になります」とペタス氏は説明しました。
オンタリオ湖での探検は、OECIとNOAAだけでなく、より広範な水中技術と海洋遺産コミュニティにとっても画期的な出来事でした。ローディでは、OECIチームは単なるロボットの開発にとどまりません。適応技術、学術的パートナーシップ、そして探究心が、内水域やその先の謎を解き明かすためのモデルを作り上げました。
遠隔システムや自律システムへの依存度が高まっている世界において、 Rhody は小型の乗り物でも大きな発見ができることを証明しています。
MTR TV でJason Fahy と Holly Pettus のインタビューをご覧ください。
