高所での消火活動にドローンを活用する研究が進められている。地上からホースで送水し、空中のドローンから放水する技術は、建物の窓や外壁の洗浄にも応用できる。
高所作業向けのドローン技術を開発する合同会社WeeFeeSは、放水時の反力を抑える独自機構を備えた「高所窓清掃ユニット」を開発している。2026年9月下旬には、ホテルで物流用ドローン「DJI FlyCart 30」（以下、FC30）を使った窓ガラスや外壁の洗浄作業の実証を実施した。
この実証は、神奈川県の2026年度「ドローン実証実験支援事業」に採択された取り組みの一環だ。足場やゴンドラを使用しにくい高所の清掃をドローンで代替し、定期的な建物の維持管理に活用することを目指している。現場で確認できた洗浄効果や技術的な課題、事業化に向けた取り組みを取材した。
市販の高圧洗浄機とDJI FlyCart 30を組み合わせた洗浄ユニット
まだ暑さが残る9月下旬の午前10時。相模湾を望むホテルの入り口では、WeeFeeSの高所窓清掃ユニットと、これを搭載するFC30の準備が進められていた。
清掃ユニットは、DIYなどで使われるイレクターパイプを組み合わせたフレームに、高圧洗浄機の放水ノズルやホースを取り付けた構造となっている。専用部品を一から製造するのではなく、入手しやすい市販の資材を活用しているのが特徴だ。ユニットは開発段階であり、FC30のスキッド（脚部）に結束バンドで固定されていた。
洗浄にはケルヒャーの高圧洗浄機「K3」を採用した。地上側から高圧ホースを介して送水し、機体に取り付けた3つの放水部から窓や外壁に水を噴射する仕組みだ。
洗浄に使用する水にも工夫がある。通常の水道水にはカルシウムなどのミネラル成分が含まれており、乾燥後に白い水垢が残ることがある。そのため、現場では水道水を純水ろ過装置で処理し、ミネラル成分を除去した純水を使用した。
純水は現場に設置した簡易プールにいったん貯水し、そこから高圧洗浄機へ供給する。これにより、洗浄後にワイパーで水を拭き取らなくても、水跡が残りにくい仕上がりを目指している。
WeeFeeSによると、ユニット単体の重量は約15kgで、接続する高圧ホースなどの重量は約15kgという。FC30の最大積載量はデュアルバッテリーモードで30kg、シングルバッテリーモードで40kgだ。これに対して最大離陸重量を95kgとしており、大型の清掃ユニットを搭載できる機体として採用された。
FC30は大型で、機体の準備や取り回しには2人以上を要する。そのため、当初は1人でも扱いやすい農業用ドローン「DJI Agras T25」などの活用も検討したという。ただし、継続的な機体調達や運用を考慮し、今回はFC30を使用した。将来的にはユニットを小型・軽量化し、最大積載量6kgの産業用ドローン「DJI Matrice 400」への搭載も視野に入れているという。
横向きプロペラで放水反力の大部分を抑制
WeeFeeSの高所窓清掃ユニットで重要な役割を果たすのが、独自に開発した「横向きプロペラ」だ。
ドローンから高圧の水を噴射すると、放水方向とは逆向きに反力が発生する。消防士がホースで放水する際に、反動を受け止めるためホースをしっかり保持するのと同じ現象だ。空中にあるドローンでは、この放水反力によって機体が後方へ押され、姿勢や位置が不安定になる。
そこで同社は、通常の飛行用プロペラとは別に、水平方向の推力を発生させるプロペラをユニットに設けた。放水反力に対抗する方向へ推力を発生させることで、機体にかかる負荷を軽減し、安定したホバリングを維持する仕組みだ。
WeeFeeSの代表社員である末福氏は「「横向きプロペラにより放水反力の大部分を抑制します。残る反力には機体側の飛行制御で対応します」と説明する。この反力抑制機構について、同社は日本、米国、中国で特許を取得している。
今回の実証では、ドローンの操縦者1名、横向きプロペラの制御担当者1名、高圧ホースの取り回しを担当する作業者1名の計3名で運用した。
横向きプロペラは機体の操縦とは別の送信機で操作する。末福氏によると、操作に習熟すればドローン操縦者が横向きプロペラの制御を兼ねることも可能だという。
窓・外壁の洗浄を実施、補修の必要性判断にも
宿泊客の往来が少ないチェックアウト後の時間帯を使い、ドローンによる洗浄を開始した。今回の現場は、周囲を建物や丘に囲まれており、GNSSの信号を受信しにくい環境だった。機体の測位状態を確認しながら離陸場所を調整し、飛行を開始した。
FC30が離陸すると、操縦者は建物へゆっくりと機体を近づけ、窓ガラスへの放水を開始。2階から3階付近の壁面に沿って左右に移動しながら、順番に窓を洗浄していった。放水した直後の窓ガラスは水で濡れていたが、乾燥後には目立った水跡が残らず、ガラス面の汚れが落ちている様子を確認できた。純水を使用することで、洗浄後に人が高所へ上がって拭き上げる工程を省く狙いがある。
その後、ドローンは高度を上げ、4階から5階付近の外壁へ移動。4階のバルコニー上部には、黒ずんだ壁面が広がっていた。この場所は足場の設置が難しく、屋上からロープで作業者が下降する方法でもアクセスしにくいため、十分な清掃が行われてこなかったという。機体を壁面へ近づけて放水したものの、黒ずみに目立った変化は見られなかった。末福氏は「コンクリート内部にシミが入り込んでいる色素沈着が起きているのかもしれません。これだとリペイントする必要があります」と分析する。
強固な汚れに対応するには、より高い洗浄能力を持つ機器が必要になる可能性もある。ただし、汚れが表面に付着しているのか、外壁材の内部に浸透しているのかによって、適切な処置は異なる。ドローンによる高圧洗浄ですべての汚れを除去できるわけではなく、対象物の状態に応じた洗浄方法の選定が必要となる。
今回の作業について、末福氏は次のように振り返った。「洗浄ノズルを壁面に接触するぐらいまで近づけて放水すると、より汚れが落とせます。しかし、今回の現場では壁面近くで建物特有の乱流が発生し、機体が接近しすぎる恐れがあり想定ほどは近づけられませんでした。窓ガラスでは洗浄効果を確認できましたが、強固な外壁汚れについては目立った洗浄効果が得られず、対象物の状態や機体と壁面との距離などに課題が残りました」
外壁付近では建物の形状や周囲の風によって気流が変化する場合がある。特に大型機体では、建物との距離を慎重に管理しなければならない。洗浄能力を高めるためにノズルを接近させたい一方、機体を壁面へ近づけすぎると接触リスクが高まる。この点は、今後の運用に向けた課題の一つだ。
ドローンによる洗浄作業は14時過ぎまで行われた。今回のホテルでは、チェックアウト後からチェックイン前までの人や車両の往来が比較的少ない時間帯を利用できた。作業範囲の安全を確保することが前提となるが、施設の営業を継続しながら清掃を行える可能性がある。