千葉大学の名誉教授であり、国産ドローンの開発を牽引する自律制御システム研究所（現：ACSL）の創業者として知られる野波健蔵氏は、2022年1月にAutonomyを設立し、東京ビッグサイトで開催された「第9回 国際ドローン展」に初めて出展した。機体やソリューションの開発を行っているAutonomyは、ドローンの高度な自律化を目指しており、これによるスワーム飛行（複数機同時飛行）の実現に向けて開発を進めている。
大脳型ドローンの開発で1人が複数機を効率的に運用する世界へ
野波氏は、現在流通しているドローンを小脳型ドローンと呼び、近い将来では大脳型ドローンへと進化していくという。ここで言う小脳型ドローンとは、操縦者が事前に危険予測を行い、ドローンに飛行指示を出すなど、操縦者がすべての飛行管理を行うドローンを指す。例えば、飛行中に予期せぬ事態に陥った場合には、操縦者が適切に判断を行い、瞬時に危険を回避しなければならず、現在販売されているドローンのほとんどが小脳型ドローンとされる。一方、大脳型ドローンは、すべてを自律的に判断し、操縦者は離陸指示を出すだけというものだ。飛行中に危険があれば、自律的に行動を判断し、天候によって飛行できるか否かの判断までもドローンが行う。このような大脳型ドローンが実現すれば、より安全に1人対複数機の運用が可能になる。従来は1人の操縦者が複数機を監視し、それぞれに不具合が生じた場合には、1機ずつ行動と判断を下す必要があったが、各機が自律的に正しい判断を行えば、人が判断するよりも早く適切な対応ができる。
Autonomyでは、企業名の通り「自律する」ドローンの開発を急ピッチで進めている。野波氏は、「我々が開発しているドローンの技術は、ドローンの最先端を行く海外の企業と互角に渡り合えます」と力強く語る。
ブースに展示されたAutonomyのドローンは、現時点では一般的な小脳型ドローンであったが、すでに大脳型ドローンに必要なコンピューター（フライトコントローラー）の開発が進んでおり、Autonomyのドローンにこれが搭載されれば大脳型ドローンになるという。
開発中のコンピューターは、メッシュネットワークを採用し、機体間通信によってドローン同士が位置情報を共有し合う仕組みだ。これにより、マスターとなる1機の位置情報が正確であれば、ほかの機体の位置情報もマスターの位置から演算することができ、10機を超える複数機を同時に飛ばした場合でも、マスター以外のドローンにプログラミングする必要がなくなるという。
前頭葉と大脳を搭載したフライトコントローラー
Autonomyが自社開発した大脳型ドローンのフライトコントローラーは、本体の上に3枚の基板を重ねた構造となっている。これらが搭載されたことで、障害物を自律的に回避しながら飛行することが可能になる。現在はVisual SLAMによる屋内飛行が主流であるが、このフライトコントローラーを搭載することで、ドローンがリアルタイムに周囲を認識し、障害物などを回避しながら飛行してくれる。さらには、自動車や人に追従して飛行するという機能を持たせることも可能になる。野波氏は、「このフライトコントローラーをドローンに実装することができれば、ドローンが自律的に安全を判断することによって、人的リスクを無くすことができ、レベル4の申請が通りやすくなると見込んでいます」と語る。
大脳部分が搭載されることで、対象物が人なのか壁なのかなどを認識できるようになる。その結果、自転車の後をつかず離れず追従し、撮影することができる。この技術が実現できれば、ドローンショーにおいても1機だけオペレーションをすることで20機ほどを飛ばすことが可能になる。
オートパイロットのフライトコントローラーを搭載したSurveyor-Ⅰ
Autonomyが開発したスタンダードなマルチコプターが「Surveyor-Ⅰ」だ。神奈川県芦ノ湖の実証実験では、往復14kmの長距離飛行を成功させた。実飛行では、自律航行で42分飛行することができる。この長距離飛行はオープンソースのフライトコントローラーを利用せず、オートパイロットを採用し、最適な飛行性能に調整することで実現した。さらには、第三者からのハッキングのリスクを最小限まで抑えられるという。現在は実証実験中の機体であるが、2023年秋以降の販売を予定している。
打音点検と同等の基準を満たせる富士フイルムの高解像度カメラをドローンへ
外壁の点検業務において、0.1mmの精度でクラックを認識できる場合、人手による打音点検の代替えとしてドローンによるカメラの使用が国交省によって認められている。富士フイルムのミラーレス一眼カメラ「GFX100s」は、1億200万画素の高精度なカメラであり、離れた場所からでも最小0.05mmのクラックまで判別可能だ。Autonomyは同製品をドローンへの搭載に対応させるための共同開発を進めており、マルチコプター型の「Surveyorシリーズ」への搭載を予定している。
小型のワイヤレス給電ポートでDockの導入コストを大幅にダウン
「Surveyor-Ⅱ」は、非接触型のワイヤレス給電システムを搭載している。給電システムの専用ステーションには、特殊なコイルが採用されており、ドローン側に搭載されたコイルが近づくことで充電が始まる仕組みだ。これまで、スキッドに電極を設け、着陸時にポートと接触することで充電が始まる製品が多かったが、コイルを使った国内製品はほかに無い。Surveyor-Ⅱは急速に充電を開始し、たった20分で満充電にすることが可能であり、無人運用による夜間警備や鳥獣害対策に活用できるという。
給電システムは防水機能を備えており、屋外で使用しても問題はない。また、非接触型となっているため、草などでステーションが隠れてしまっても充電が可能だ。ステーションと機体を2機用意すれば、24時間交代で飛ばすことも可能になる。持ち運びしやすく現場で活用しやすいサイズとなっている。なお、コイルによる充電システムなどを開発する国内企業と独占契約を結び開発を進めているという。
放射線量を可視的に撮影できる世界特許を取得したETCCカメラを搭載
ドローンは福島第一原発で発生した事故の調査などに活用され、人が立ち入れない放射線量の高い地域などで活用されてきた。ドローンに搭載される機器は放射線量を数値化するものがほとんどであったが、Autonomyは可視的にモニタリング可能な電子飛跡検出型コンプトンカメラ（ETCC）を展示した。これは、2km四方で細かく撮影することが可能なカメラとなっている。復興庁と共に開発しており、原子力発電所の調査に活用していく予定だという。現在は重量が30kgと高重量であり、今後は20kgまで軽量化することを目標としている。原子力発電所のほか、電力会社や地方自治体からも期待が寄せられているそうだ。
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