科学研究 - 用机器人清理世界文化遗产周围的海洋垃圾，通过Local SDGs活动重新发现当地魅力

活跃在海滩垃圾清扫活动中的机器人（供图:BC-ROBOP海岸工学会）

福冈县宗像市是被登录为世界文化遗产的宗像大社所在地。自古以来船只穿梭往来，周边海域还是绝佳的渔场。过去，遇险船只的货物会经常漂上海岸，近年来则有大量塑料制品等海洋垃圾被冲上海岸，造成了严重的污染。作为对策，机器人研究人员和海岸环境保护学专家齐心合力，建立了旨在减少海洋垃圾的机制。

古代曾将漂流物用作建材

宗像市位于福冈县的两大城市——福冈市和北九州市之间，自古以来，便是与大陆贸易往来兴盛的地区。古代有许多船只在玄界滩遇难，船上的货物常会漂流到宗像市周边地区，据说当地人还将这些漂流物作为建材。宗像大社冲津宫所在的冲之岛是危险的航行中的一个重要地标，整个岛屿被尊为神体，至今岛上仍保留着祈祷航行安全的祭祀遗迹和重要文物。2017年，冲之岛以“‘神宿之岛’宗像・冲之岛及相关遗产群”的名称被登录为世界文化遗产。

世界文化遗产“‘神宿之岛’宗像・冲之岛及相关遗产群”的构成（供图:宗像市网站）

然而，包括冲之岛在内的宗像市沿岸，现在正困扰于被冲到海岸上的塑料垃圾。为了改变这种局面，九州大学研究生院副教授清野聪子与当地居民、渔民以及志愿者组织等合作，开展了清扫海滩垃圾以及讲演等各种活动。

被冲上岸的海洋垃圾（供图:清野聪子）

清野介绍说:“有关海洋垃圾对策的研究大约从30年前就开始了。”虽然市政也制定了相关法律，但是目前除了依靠市民志愿者无偿地清除海滩上的垃圾之外还没有其他办法。然而，清理这些大小不一的各种垃圾不仅是一项艰苦的工作，而且刚刚清除干净没过多久，又会有大量垃圾被冲上岸。伴随着当地人口的不断减少，清理垃圾的居民也在高龄化。“垃圾捡也捡不完，徒劳感让人们甚至产生了放弃的想法。”（清野）

问题不只是九州沿岸，还涉及到整个海洋生态

那么，为什么海洋垃圾会集中到宗像海岸呢？

受洋流和海风的影响，海洋垃圾漂移的范围很广，但有容易滞留的地方。比如，东日本大地震海啸时被冲走的房屋会漂流到美国的西海岸，还有相当数量的垃圾会从海外漂流到日本。

太平洋海流图（供图:清野聪子、中文翻译：JST客观日本）

日本容易受到对马暖流和黑潮的影响，夏季刮东南风，冬季刮西北风。所以，海流把大量垃圾冲上九州沿岸，并因地形的关系而大量滞留当地。由于这些海流带来了丰富的营养物质，吸引蓝鳍金枪鱼和鱿鱼等南下至此产卵，如果环境恶化，不仅这些洄游鱼类的数量会减少，还会对其他海域造成影响。九州工业大学林英治教授充满危机感地表示:“海洋垃圾不仅仅是九州沿岸的问题，还是整个海洋生态系的问题。”

受海流的影响，九州沿岸的海洋垃圾不断增多（供图:清野聪子、中文翻译：JST客观日本）

65％以上是塑料制品，其中八成来自陆地

目前，世界各地都有大量垃圾从河流进入海洋，并造成了海岸污染，给生态系统和当地居民的生活带来了影响。除了PT塑料瓶、聚苯乙烯泡沫塑料、渔具和其他塑料制品外，还有玻璃瓶和漂流木、家用电器等大件垃圾，虽然总量不清楚，但据称仅太平洋沿岸就有5,000万至1亿吨海洋垃圾。

日本周围的海洋垃圾中有65%以上是塑料制品，其中约70%来自陆地。塑料制品价格便宜、重量轻、强度大、不易腐蚀，因此被制成各种各样的产品，方便了人们的生活。然而，这些被大量消费和大量废弃的塑料制品受到紫外线照射后会产生劣化变成碎片，形成小于5毫米的微塑料，通过河流和下水道，最终进入海洋。这些微塑料垃圾几乎无法回收，容易被海洋生物误食，对生态系统产生了严重的影响。

海洋垃圾中有近三分之二是塑料（根据日本环境省2018年9月公布的《海洋垃圾最新动向》中的数据制作、中文翻译：JST客观日本）

塑料碎片（供图：九州大学生态工程研究室，取自宋等人的研究资料）

或成为解决人口老龄化等地域问题的突破口

清野副教授在清扫海滩活动中亲身感受到“海洋垃圾问题至今未能解决的原因之一，是因为技术未能与社会应用相契合”，世界需要有一个新的机制，为此她找到了林教授。

林教授以前一直从事自主移动机器人的研究和开发，并拥有利用机器人调查森林和清除树下杂草试验的业绩。这种机器人可以避开各种障碍物行走。林教授就参加海岸清扫的理由表示:“海岸垃圾问题非常严重，如果是搬运垃圾，估计也有机器人可以做到的，所以首先进行了尝试。”之后，林教授开始全面参与海洋垃圾对策问题，并于2018年成立了BC-ROBOP海岸工学会，由清野副教授担任理事长。

林教授开发的海滩垃圾清扫机器人（供图:BC-ROBOP海岸工学会）

当把机器人实际投入到清理海滩垃圾工作时，参与者的反应比预想得好许多。林教授说:“我们操作机器人移动时，大家就不断往里面装垃圾。人们对机器人的接受程度让我们感到意外。”过去因为对机器人的性能有怀疑和不信任，过去曾有很多人对使用机器人持否定意见，“让我感受到时代的确变了”（林教授）。

利用机器人清扫海滩垃圾的活动引起了社会的关注，媒体也进行了报道。此外，由于使用了机器人，过去没有参加过的有孩子的家庭以及年轻人也开始参与到清扫活动中来。机器人还有望成为提高人们的环保意识以及解决人口老龄化等地域问题的突破口。

宗像市适合作为开放创新的起点

作为活动取得进展的一个要因，清野副教授指出，“我认为与当地政府对科学和技术的探讨很热心是分不开的”。北九州是构成世界遗产的“明治时期日本产业革命遗产”之一的八幡制铁所的所在地，一直是现代日本技术创新的前沿地区。宗像市也有很多人在工业园区工作，对科学技术的关心程度较高。

除此以外，宗像市自古以来就有包容各种外界事物的传统。可以说是一个适合成为“产官学”和当地居民共同参与，形成开放创新起点的地区。在清野副教授看来“我虽然在许多地方都参加过海滩垃圾清扫活动，但是，作为最先导入机器人的地区，宗像市是最适合的。”

林教授表示:“如果想要推进技术的社会应用，就需要通过让技术进入社区，一边寻找共同点一边开发技术，才能迈出解决问题的第一步。”

为了解决地域性课题，需要找到适合当地特点的方法。海洋垃圾问题不只是宗像市才有的问题，如果要在其他地区开展清扫活动，还需要采取不同的方法。思考这个问题也是研究人员的职责。

认证观察和分析自己居住的地区

不仅限于海洋垃圾问题，为了寻找到符合当地情况的问题解决方法，就必须了解该地区。清野副教授表示:“我希望大家在年轻的时候能仔细观察和分析自己居住的地区，由此获得的对当地的理解，将成为今后走向世界的基础。”林教授也寄语年轻人道:“即使你离开了生你养你的地方去别的地方生活，也还有很多为你的家乡做贡献的方法。我希望年轻人要有这样的意识。”

不言而喻，贡献的手段并不仅限于科技。“例如，海洋垃圾问题就不仅需要与不同国家的人们共享历史渊源，保持良好的沟通，还必须共同致力于可持续发展，否则就无法解决”清野副教授说道。一个地区所孕育的历史和文化与社会问题紧密相关，关注它们，就找到改进社会问题的道路。

行走在海滩上的垃圾清扫机器人（供图:BC-ROBOP海岸工学会）

2022年7月17日，在宗像市北斗汲水海滨公园表演了使用机器人清扫海滩垃圾，第二天7月18日，又举办了“科学广场in宗像”活动。通过这些活动，人们或许能从中找到重新认识所居住地区课题的灵感。

林英治（HAYASHI EIJI）
九州工业大学研究生院信息工程研究院智能系统工程研究系教授
1994年毕业于早稻田大学研究生院理工学研究科机械工程博士课程，单位修了后退学。博士（工学）学位。曾任早稻田大学工学部机械工程研究科助手、麻省理工学院科学与工程学院机械工程科研究员、九州工业大学研究生院信息工程研究员机械信息工程研究系副教授、教授。2019年起任现职。2018年开始担任九州工业大学尖端研究与社会协调本部社会机器人产业化中心副主任，2020年起兼任该中心主任。从2019年至2022年任副理事（负责创建地方大学和区域产业创生项目）。