持続可能な社会の実現に必要な技術開発の推進を通じ、イノベーションを創出する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』。産学官の強みを結集した体制構築を通じて技術開発を推進し、社会課題の解決を目指しています。
今回はNEDOがドローンの社会実装の実現を目指す「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」（以下、DRESSプロジェクト）において、ドローンの安心・安全な制度設計の要となる「運航管理システム」の研究開発を担当しているNECクロスインダストリー事業開発本部の野村さんと西沢さんに、ドローンの社会実装に向けた課題と展望について、お話を伺いました。
― NECがDRESSプロジェクトの活動を通じて開発に取り組んでいらっしゃる「ドローンの運航管理システム」とはどのようなものなのでしょうか？
基本的に運航管理システムとは「複数のドローンがどこを飛んでいるのか、そこは飛んでいい場所なのか、気象の状況は問題ないか」といった複数の情報を統合して管理し、その情報を必要なところへ提供して管理するというものです。有人航空機の航空管制システムを、無人航空機にも投影させたようなものになります。
―DRESSプロジェクトでは各事業者とどのような役割分担をされているのでしょうか。
将来サービスや地域ごとに複数のドローン運航管理システムの事業者が立ち上がることが想定されています。DRESSプロジェクトでは複数の運航管理システムを束ねる運航管理統合機能の研究開発をNECが幹事企業として他の企業2社と共同実施しています。その中でもNECはドローンの飛行計画の管理と飛行計画の調整する機能を担当しています。
これはどのようなものかというと、各事業者から上がってくるドローンの飛行計画を受け、それらがバッティングしていないか、気象情報を照らし合わせて経路が危険エリアではないかを判断し、危険もしくはバッティングしている場合に「その飛行計画を取り下げてください」とアラートを出し調整をする機能の研究開発を行なっています。
2つ目の機能はドローンが飛行する空域情報の管理の部分になります。ドローンが飛行する際に、そこが飛んでいい場所かどうか、空港周辺や重要施設、人口密集地情報を管理するシステムです。地図事業者と協力してビルの高さなども保持した三次元地図を開発し、安全な空域情報をドローン事業者に提供する機能を開発しています。
3つ目の機能はドローンの位置情報を管理する部分になります。機体が今どこを飛んでいて、どのくらいの速度でどの方向に向かっているのかを認識し、ぶつかりそうな機体がないか、進入禁止エリアに入っていないかを管理する機能です。
この3つの機能が統合されて「ドローンの運航管理統合機能」になると、私どもは考えています。
―NECが取り組まれているドローンの運航管理統合機能に関しまして、最新の研究開発成果を教えてください。
こちらの動画は昨年の10月に撮影されたものです。DRESSプロジェクトに参画している他の企業17社と、DRESSプロジェクトに参加していない12事業者が集まり、合計29事業者の皆様の運航管理システムを私どもが開発した運航管理統合機能に実際に接続していただき、福島ロボットテストフィールドで点検や空撮、物流など様々なシナリオを模した状況下でドローン飛行を行いました。
様々な用途を想定し、様々な企業のドローンを一気に飛行させて検証を行いましたが、結果として1時間に1平方kmあたり146機のドローンが飛び交う状況でも、運航管理統合機能は問題や事故なくドローンの運航を管理できました。この動画は運航管理システムおよび運航管理統合機能がしっかりと実用的なものになっているかを実証した様子になります。
―146機もドローンが飛び交う中で問題も事故も無かったというのは本当に凄い事ですよね。
多くの機体台数が空を飛び交う状況は、実際にはドローン物流の分野だと私たちは想定しています。小口配送が全てドローン配送に入れ替わると想定すると、1時間に1平方kmあたり100機のドローンが飛ぶ試算結果になります。しかし、今回の実証実験では146機という試算結果を大きく上回る機体台数でも問題が起きませんでした。そのような想定以上のドローンが飛び交う状況下でも機体の運航をしっかり管理できたというのは大きな成果だと考えています。
―NECが今まで蓄積してきた技術やノウハウのうち、ドローンの運航管理統合機能の研究開発ではどの部分を活用したのでしょうか？
NECは50年以上にわたって有人航空機の航空管制システムを航空局様に提供しています。有人航空機の管制システムでは、機体が今どこへ向かって飛んでいるのかを衛星通信を活用してデータで把握したり、機体の位置を把握するための巨大なレーダーを構築して納めたり、空港で管制官が見ているモニターの表示システムを担当しています。そういった有人航空機の管制システムの開発で培ったノウハウを、ドローンの運航管理統合機能の構築の際に活かしています。
その他では、運航管理統合機能が提供する機能のひとつにカメラによる空域の監視があります。昨今、空港周辺に怪しいドローンが飛んでくる事件が多発しています。このような重要施設の周辺を飛行する不審なドローンを監視するシステムに私どもが持つ、画像認識といったAI技術を活用しています。実証実験では、肉眼ではほとんど確認できない機体もNECのAI技術を使用し検出することができました。
―運航管理統合機能の開発を通して感じる、ドローンの社会実装における課題点を教えてください。
課題は大きく３つあると思っています。ひとつは法整備や標準化の話。もうひとつは技術的な話。最後に社会受容性の話です。
運航管理統合機能の開発にあたっては「ドローンの運航管理にはどのような技術が必要なのか？」を、色々と検討してきました。しかし、ドローンの社会実装には技術だけでなく、法整備も重要であると考えています。どこの省庁が主体となって整備していくのか？どのような機体の情報を登録しなければいけないのか？県ごとに運航を管理するのか？そういった法整備を早急に進めていかなければなりません。現在、内閣官房が主導している、「小型無人機にかかる環境整備に向けた官民協議会」において、官民一体となって議論が進められています。
標準化の話では、ISO（国際標準化機構）やASTM（米国材料試験協会）などの標準化団体がドローンの運航管理システムに関して様々な仕様を策定し標準化を行なっています。日本も世界に遅れを取らないように、そのような団体の活動をしっかりウォッチしながら開発を進め、日本の運航管理システムの情報を世界の標準化団体に発信することが非常に重要です。ISO（国際標準化機構）では日本が中心となって運航管理システムに関する規格文書の作成を進めています。
次に技術的な課題です。空を飛ぶものは落ちることを想定しなければなりません。ドローンが落ちてしまった時の衝撃を和らげるための技術や、衝突を回避するための技術は、様々な事業者が安全性の向上に向け開発に取り組んでいる状況です。また、運航管理統合機能は福島ロボットテストフィールドの範囲をカバーし、1時間に1平方kmあたり146機の処理を行い、適切に機体の管理ができたことを実証しましたが、実運用の際は日本全国をカバーしなければなりません。そのために処理するサーバーの数を増やし、負荷を分散する方法を考える必要があります。運航管理の範囲を、例えば都道府県ごとのエリアや管理機数によって分割する負荷分散技術の実現に向けた検討を進めております。
最後に、社会受容性です。技術的には可能でも、自分たちの知らないドローンが頭上を飛んでいると住民の方々に不審感や不安感を与えてしまう可能性があります。そういった方々の気持ちに配慮しながら、かつ運航管理システムでドローンを安全に管理していくことが重要だと思っています。運航管理システムが少しでも住民の方々の不安を取り除くことでドローンの社会受容性を高め、ドローン産業への信頼を築き、安心安全なドローンの社会実装を実現していきたいと考えています。
―ドローンの社会受容性を高めるために、運航管理システムは非常に重要な役割を担っているのですね。当たり前にドローンが空を飛び交う世界を想定した時、運航管理システムはどのように社会に組み込まれていくのでしょうか？
ドローンが空を飛び交う世界では、ドローンを管理するための通信が課題となります。ドローンにスマホが搭載されていて、LTE通信ができるドローンが普及するのではないかと考えています。基地局のカバー範囲であれば通信ができるため、そのドローンを運航管理システムで直接管理することが可能になります。特に物流など、長距離を飛ぶドローンの運航管理には必ず必要となると考えています。
また、重要施設周辺等より詳細な運航管理が必要な場所には、カメラやレーダー設備を設置してドローンの詳細な位置情報等を把握し、運航管理システムと連動させることにより、運航管理の精度を上げることが考えられます。
農薬散布や点検、測量の分野ではドローンの利活用が急速に進んでいます。これらのドローンは、目視内かつグランドコントロールステーションから通信可能な単距離での制御となります。この場合はグランドコントロールステーションからモバイルネットワークを介して運航管理システムに接続し、運航管理が行われるでしょう。
ドローンの機体や用途によって運航管理の方法も変わりますが、いずれにせよ情報を中央に集める仕組みが、安心・安全なドローンの運航を管理する上で大切になってきます。
―経済産業省が7月17日に公開した「空の産業革命に向けたロードマップ2020」ではドローンの社会実装に向けて、環境整備や技術開発に焦点を置いた具体的な方針や取り組みが示されました。まさにその最前線で研究開発を行なっているお二人は、ドローンの社会実装はどのように進んでいくと思いますか？
今回示されたロードマップでは、2022年までに運航管理システム等の技術開発、法整備などを行い、そこから法改正を進めていくとされています。
NECとしては2022年にドローンの運航管理システムがしっかり社会実装されるよう研究開発を進めています。今後、農薬散布やインフラ点検の分野では、急速にドローンの利活用が進みますが、ドローンの社会実装において一番の課題はドローン物流などで「第三者の上空を飛ばすこと」だと考えています。その課題を解決するために国や様々な企業が、運航管理システムによる機体管理、機体性能の向上、制度設計を進めています。
NECは「空の道を作り、未来の空を守る」というスローガンのもと、運航管理統合機能の研究開発を推進し、ドローンの社会実装と安心安全で効率的な社会の実現に貢献します。
