筑波大学、5Gマイクロ波で空中ドローンへのワイヤレス給電実験に成功

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次世代のモビリティ(輸送・移動手段)として、小型無人機「ドローン」や電動垂直離着陸機「空飛ぶクルマ」が注目されています。

しかし、それらの多くは、バッテリーや燃料の容量や重さの影響により、飛行時間や距離が制限されます。そのため、本体にバッテリーを搭載せず、地上から直接、ワイヤレスで給電する技術が注目されています。

本研究では、指向性の高い5G電磁波を使って地上から燃料をワイヤレスに供給する技術を開発し、空中でホバリング(停止飛行)するドローンへのワイヤレス給電実験に世界で初めて成功しました。

ワイヤレス給電の実験

本実験では、5Gマイクロ波(28 GHz)を用いて、飛行高度800mmでホバリングするドローンに、30秒間にわたって、ほぼ途切れることなくマイクロ波を送受電し、既存研究のおよそ10倍という、極めて高い周波数でワイヤレス給電が可能であることを示しました。

この技術を用いると、現状では航空モビリティ重量の大半を占めている燃料(バッテリー)の割合を限りなく小さくすることができます。それにより、荷物や人員を運べるスペースを拡張するとともに、燃料切れを心配せずに飛行することが可能となります。

現在の技術では、送電電力が小さいため、ドローンの駆動に関しては、マイクロ波だけで十分な給電はできませんが、今後、飛翔体の位置とビームのリアルタイム制御の精度向上や送受電用アンテナ間効率の改善を通じて、ワイヤレス給電効率の向上と送電の長距離化、大電力化を目指します。

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2021.07.19