ペットボトル + ロボット
PETBOTはペットボトルに特化した、ゴミ質判別&自動運搬ロボットである。 名前は「ペットボトル+ロボット」から来ている。
コンセプト『リサイクルライフを快適に』
ゴミがあふれるという学校のゴミ問題を解決し リサイクルに貢献しながら、教室での活動をより快適にする。
図1.プロジェクトロゴ
| 名称 | システム提案書 |
|---|---|
| 番号 | MIRS2304-DSGN-0001 |
| 版数 | 最終更新日 | 作成 | 承認 | 改訂記事 |
|---|---|---|---|---|
| A01 | 2023.07.14 | 中野光稀 | 初版 | |
| A02 | 2023.07.19 | 中野光稀 野村洸達 國嶋悠悟 |
青木 |
第2版 「1.背景・ニーズ」を変更 「2.プロジェクトテーマ・製品コンセプト」を変更 「3.特徴」を変更 「4.主な機能」を変更 「6.開発項目」を変更 「7.購入予定物品」を変更 |
本学校の教室では「ゴミがあふれて入らない」という状態がよく見受けられる。
なぜゴミが溜まってしまうのか。
その理由としては、「学生がゴミ出しを怠っている」、「分別をしない」ということが大きい。
D科の学生に「ゴミ出しをめんどくさいと思うか」についてアンケートを行った結果、
101人からの回答があり、そのうちの94%が「はい」と回答した。
大学や公共施設ではゴミの回収を外部委託しているところもあるが、
回収の負担になるという理由でゴミ箱を撤去する動きも広まっている。
PETBOTはエレベーターを用いたゴミの自動運搬機能を持つ。
これによって、学校などのゴミ箱がなくてはならない場所での、回収の負担を軽減する。
対象にするゴミとしては、以下の背景からペットボトルを考えた。
日本では、リサイクルされたペットボトルの約60%は火力発電の燃料として燃やされている。
この資源をより有効活用しようとする取り組みが、飲料業界を中心に出てきている。
キーワードは「ボトルtoボトルリサイクル」である。
これは、ペットボトルを原料として新たなペットボトルを作る方法のことをいう。
セブン＆アイホールディングスは店頭にペットボトルの回収ボックスを設置。
サントリーは2021年に兵庫県と共同で、ペットボトルの回収事業を始めた。
これらの背景にあるのは、「ペットボトルの回収量不足」という課題である。
各飲料メーカーがリサイクル目標を掲げているが、このすべてを達成するには「販売したペットボトルの8割をリサイクルする必要がある」という試算が出ている。
また、「ボトルtoボトルリサイクル」には、正しく分別された使用済みペットボトルが必要となる。
東京都は "ボトル・ラベル・キャップの投入口を分けたゴミ箱" を設置する実証実験を実施し、
オフィスや駅での分別率を約8割に上昇させた。
しかし、これは「ボトルtoボトルリサイクル」に直接回せるほどの品質ではない。
そこで、本プロジェクトではペットボトル分別率100%のゴミ箱を目指す。
良質な使用済みペットボトルの回収を実現し、「ボトルtoボトルリサイクル」の普及に貢献する。
PETBOTはペットボトルに特化した、ゴミ質判別&自動運搬ロボットである。 名前は「ペットボトル+ロボット」から来ている。
図1.プロジェクトロゴ
PETBOTではセンサによる「ゴミの品質の向上機能」を導入し、 良質な使用済みペットボトルの回収を実現する。
外観図を図2に示す。
図2.外観図
図3.内面の図
図4.投入機構
| 基本機能 | 詳細機能 | 優先度 | メカ | エレキ | ソフト | 補足 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 自動運搬機能（走行） | 自律走行 | A | 超音波・モーター制御 | |||
| 歩行者認識 | B | センサ設置 | 認識プログラム | |||
| （エレベーター） | 乗降時の段差のための足回り | A | モーター・車輪強化 | |||
| ボタン認識・押下機構 | A | アーム設置 | センサ設置・配線 | カメラor光度でのボタン認識・アーム制御 | ||
| 扉の開閉認識 | A | 超音波制御 | ||||
| 中の人認識 | B | カメラor赤外線制御 | ||||
| （取り出し機構） | 取り出し口 | C | 取り出し機構 | |||
| ゴミの品質向上機能 | 開閉機構 | A | 上部円盤+回転板 | モーター制御・配線 | ||
| キャップ認識 | A | センサ設置 | 超音波+モータ制御 | |||
| ボトル認識 | A | センサ設置 | 圧力センサ制御 | |||
| 飲み残し・ラベル認識 | A | センサ設置 | 赤外線orカラーセンサ制御 | |||
| ロボットの状態表示機能 | 音声案内 | A | スピーカー設置 | 配線 | 音声案内プログラム | |
| 表示案内 | B | ディスプレイ設置 | 配線 | ディスプレイ表示プログラム | ||
| 点灯案内 | B | 配線 | LED状態通知プログラム | |||
| その他 | 外装 | A | 外装 | 簡単なものだけでも作成 |
統合試験とは別に、標準機の性能調査をした。その結果から、開発項目の一部について以下のように決定した。
・標準機のモーターではエレベーターの段差が乗り越えられないため、足回りの強化を行う。
・超音波センサでエレベーターの開閉認識ができたため、これを利用する。
| 物品 | 価格 | 型番 | 購入先 |
|---|---|---|---|
| MDF 厚さ5.5 幅300 高さ900 ×4 | 2,116 | MDF5513 | 販売ページ |
| プラスチックダンボール | 4,190 | - | 販売ページ |
| 超音波センサ | 300 | HC-SR04 | 販売ページ |
| アクリル板 厚さ3mm | 989 | - | 販売ページ |
| TCS34725使用 カラーセンサモジュール(白色LED搭載) | 1,220 | 1334 | 販売ページ |
| セットカラー | - | - | - |
| アルミ角パイプ 10×10×3m | - | - | - |
| モーター | - | - | - |
| タイヤ | - | - | - |
| モータードライバ | - | - | - |
| スピーカー | - | - | - |
| 合計 | 8,815 | - | - |