大成建設とエイシングがシールドマシン自動運転の新技術を共同開発

大成建設とエイシングが開発したシールドマシンの自動運転技術

近年、建設業界でもAI技術の導入が進む中、大成建設株式会社と株式会社エイシングのコラボレーションが新たな展望を開きました。両社は、シールドマシンの方向制御AI技術を共同開発し、これを用いたシールドマシンの自動運転を実現させました。この取り組みは、施工精度を向上させるだけでなく、将来的な人手不足問題にも対応することが期待されています。

シールドマシン操作の課題

シールドマシンの操縦は高い技術を要する作業であり、地盤条件の変化に即応した微細な操作が求められます。そのため、熟練オペレーターの経験に依存せざるを得ず、未熟な作業者によるわずかな操作のズレが、重大な事故につながるリスクが存在します。また、技能の継承も難しく、業界全体で大きな課題となっています。

このような背景を踏まえ、エイシングと大成建設はAIを活用した方向制御AIモデルを共同で開発することにしました。AIが随時最適な出力配分を導き出す仕組みを導入することで、方向制御を高度化し、技術の普及を促進します。

実証実験の成功

実際のプロジェクトとして、鹿児島3号東西道路シールドトンネル（下り線）新設工事において、方向制御AIを導入したシールドマシンの自動運転技術が実装されました。AIは掘進中の機械の挙動を解析し、瞬時に最適な力点位置を決定。掘進後の精度評価と再学習を行うことで、自動運転の精度を高めています。その結果、到達点のずれが3mm以内という優れた精度を達成しました。

実証実験の概要

- 対象工事: 鹿児島3号東西道路シールドトンネル（泥土圧シールド φ11.34m）
- 実証条件: 右700mR曲線区間、上り勾配1.47％
- 実装技術: 方向制御AI（最適モデルの自動選定＋逐次学習）
- 検証結果: 水平・垂直ともに目標座標に対する到達誤差を評価し、高精度での掘進が可能であることを確認

エイシングの技術力

エイシングのAIアルゴリズム「AiirMST®」は、特許技術を基盤として開発され、機器の制御改善を図ります。データを継続的に学習することで、環境に適応し、クラウド通信がなくても記憶を維持できる点が特徴です。これにより、地盤やシールドマシンの挙動に変化が生じても、リアルタイムでモデル更新が行われます。

AIは現場でのデータをもとに逐次学習を行い、状況に応じた適切な制御判断を実施します。このため、長期的に安定した掘進運転が可能になるのです。また、限られた過去データの課題に対しても、多数の仮想モデルを作成し、運用時に最適なモデルを自動で選定することで、未知の施工条件にも対応できるようになっています。

今後の展望

大成建設の谷口室長は「AI技術の活用はシールド工事の省人化や安全性、品質向上において鍵になる」と語り、双方の強みを融合させていくことの重要性を強調しています。エイシングは、「人類未踏の技術領域を切り拓き、実世界に寄り添うAIを実装する」ことをミッションとして掲げ、多くの産業分野でAIの適用を進めています。

今後、この自動運転技術が普及すれば、建設業界全体の生産性向上に寄与し、より安全かつ効率的な施工が行えるようになるでしょう。両社の取り組みが新しい未来を築くことに期待がかかります。