4つのプロペラで空を飛び回り、空撮や測量、あるいは農薬散布などに利用される無人航空機が誰もが描くドローンのイメージですね。ドローン機体性能の向上や運用ルールの整備に伴い、ドローンは、インフラ点検や災害対応などさまざまな分野でイノベーションを起こすと期待され、活躍分野が広がり、運用の研究や実証実験が繰り返されています。また、ドローンの開発から得た自律飛行制御システムや環境情報収集能力を、陸上ロボットや水中ロボットの開発に応用する研究も進んでいます。そうした動きの一端をのぞいてみましょう。

時代が求めるドローンの進化

我が国は超高齢社会にあり、労働人口の減少が大きな課題となっています。その解決策としてドローン利用が浮かび上がってきました。

相次ぐ規制緩和。ドローン研究に追い風

2017年末に航空法が改正され、その後、飛行禁止エリアでの飛行許可申請や飛行情報の集約化を目的としたドローン基盤システムの整備など、無人航空機の飛行ルールが明確化され、安心して業務利用ができるようになりました。また、公共測量にドローンを利用するためのマニュアルが整備されたり、公共インフラ点検の補助利用が認められたりと、規制緩和が進んでいます。

そうした中、国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は、2017年から21年を事業期間として、ロボット・ドローンが活躍する省エネルギー社会の実現プロジェクトを推進しています。同プロジェクトは、以下を目指しています。

・「物流、インフラ点検及び災害対応分野等での活用が期待される各種ロボット（無人航空機、陸上ロボット、水中ロボット等）の性能評価基準の策定」

・「各種ロボットの連続稼働時間の向上等に資する高効率エネルギーシステム技術開発」

・「運航管理統合機能、運航管理機能、情報提供機能など無人航空機の安全な運航をサポートする各種機能・システムを開発」

・「無人航空機の衝突回避技術の開発」

・「ロボット・ドローンに関する国際標準化推進」

急がれる飛行時間の延長や防水性能

災害現場の調査はドローンの活躍が期待されるフィールドです。ソフトバンクは2018年3月30日から9月30日まで、北海道大樹町の「大樹町多目的航空公園」で、ドローン無線中継システムを利用した雪山遭難者の救助を目的とした実証実験を行いました。

これは、ドローン無線中継システムを介して、雪中に埋もれたスマホ(移動通信事業者を問わず)のGPS機能で取得した位置情報を捜索側のパソコンやタブレットに通知するもので、雪中約5m程度の深さに埋まった遭難者の位置特定ができるというものです。　こうした救難活動では、天候の急変が付きものであり、使用するドローンの機体性能の向上が不可欠です。

少々の霧や雪でも帰還できる耐水性、突風にも負けない安定した飛行能力、低温でも性能が低下しないバッテリーなどが必要です。 DJI製MATRICE 200 シリーズ V2は、そうした過酷な条件で活躍できる現行の機体です。

< MATRICE 200 シリーズ V2 スペック>

• 最大風圧抵抗 12m/s
• 作動温度環境 -20～45℃
• 最大フライト時間 38分
• 作動範囲 4km

上記に加え、保護等級IP43レベルの防滴設計がほどこされた強靭な機体です。 近い将来、こうした高性能のドローンが救難現場に駆けつける日はそう遠くはないでしょう。

水中や教育分野にも広がるドローンのフィールド

NEDOの研究からもわかるように、クワッドコプターで培ってきた技術を、水中探索やAi教育など幅広い分野で利用しようとする動きが広がっています。

ダム、護岸、船底調査などの水中点検業務にも進出

ダムや橋梁の水中部分は、これまでダイバーによる目視や写真撮影に頼ってきました。潜水病防止の関係から、ダイバーが潜行できる水深や時間には制約があります。

例えば、空気潜水するダイバーが減圧停止せずに浮上できる、水深30mの海底における滞在時間は20数分しかありません。もし、60分滞在すると浮上するまでに40分弱、120分の滞在なら２時間以上減圧にかけながら浮上しなければなりません (アメリカ海軍標準減圧表より。時間は概数)。そうした作業をドローン導入で効率化しようと、水中で利用できるドローンが開発されています。

例えば、PowerVision社製のPowerRayは、 465x270x126mmのコンパクトなボディーに魚群探知機・水温計・水深計を搭載した水中ドローンです。 ダムや橋脚などの水中構造物の点検をはじめ、停泊中のボートのスクリュー点検や、魚の養殖場漁業の網やロープなどの状態、魚の観察などができるほか、ダイビングスポットの海流や温度を事前確認など幅広い利用が考えられます。

<PowerRay スペック>

• カメラ 1/2.3 inch CMOSセンサー
• 有効解像度 12M
• 動画 4K: 3840×2160 25fps (default)
• 視野角 95°(空気中)
• 動作環境温度 0~40°C
• 水深耐久 30m
• 作動時間 4時間

自分で組み立て、対戦ゲームも

「ROBOMASTER S1」は、DJI初の地上走行ロボット。ブラシレスモーター、高精度ジンバルなどドローンで培われた技術を搭載したAi知育陸上ドローンです。 48個からなるモジュールの組み立てから始まり、プログラミング・ゲームプレイ・対戦といった双方向の通信モードで、楽しみながらロボット工学技術の可能性を学べるよう設計されています。 こうした玩具を通して、新たな技術者が育っていくと思うと楽しみですね。

まだまだ加速するドローン技術の研究

ここ数年、i-Construction をはじめとした国家プロジェクトでドローンの利用が推奨され、広範囲な分野の利用を念頭に規制緩が進んでいます。公共インフラの点検や農業分野で、これまで遅れがちだった国産ドローンの活躍の場が広がっています。今後、外国メーカーの製品と切磋琢磨し、急速にドローン関連ビシネスは広がって行くものと思われます。もうためらっている時ではありません。自社にぴったりなドローンをイメージしながら導入に向けた情報収集を初めてはいかがでしょうか。 ドローンのビジネス活用をご検討されている方は、コチラまでお気軽にお問い合わせください。