ドローンは将来何ができるのか

ドローンは、専用のリモートコントロールユニットを介して自律飛行できる無人航空機 (UAV) です。コンピュータプログラムに従って空中で特定の動作を実行することができ、飛行モードの制御は GPS などの追跡装置によって支援されます。

ドローンの起源は、1960年代以来の政府と軍隊によるインテリジェントな戦争装備の需要に端を発しています。米軍はベトナム戦争中に偵察に積極的にドローンを使用し、その後イスラエル軍も1982年のレバノン戦争でドローンを使用した。

しかし、技術が進歩するにつれて、ドローンは多くの商業用途に合わせてさまざまな形にカスタマイズされるようになりました。この支援は、悲劇的な状況の理解、行方不明者の捜索、3Dマップの作成、景観の調査、野生生物の保護、パイプラインの検査、交通監視、天気予報、消防、農業、写真、ビデオ制作、学術プロジェクトなど、人類に多大な利益をもたらしました。

特にパンデミックの状況下では、配達サービスも私たち全員にとってありがたい恩恵となり得ます。

ドローンのコストは、そのサイズと機能によって異なります。手のひらに収まるミニバージョンの価格は100ドル未満かもしれないが、バックパックに収まる軍用グレードのドローンは数千万ドルもするかもしれない。最も大きな軍用ドローンの一つはMQ-4グローバルホークで、全長47.6フィート、ボーイング737旅客機よりも幅が広い。

市場で最も人気のあるドローンの 1 つは、プロの映画撮影で知られる DJI Phantom 3 です。このドローンは、Mavic Air、Phantom 4 Pro、Inspire 2、Walkera Voyager 5などの最新ドローンから継承された高度なテクノロジーを採用しています。

ドローンの仕組み

このドローンは軽量複合材料で作られており、重量を軽減し、高高度での飛行を可能にします。モーター操作は、コンパクトな高トルクマルチプロペラシステムによって実現され、デバイスの独立性を高め、デバイス内のいずれかのモーターが動作を停止した場合でもフェイルセーフ機能を提供します。プロペラセットによってサポートされている限り、デバイスは飛行を続けます。

プロペラは、Wi-Fi などの電波を使用した遠隔地上管制システム (GSC) によって操作されます。これらのデバイスのほとんどには取り外し可能なバッテリーが搭載されており、長期間空中に留まることができます。強力なバッテリーを設計に使用すると、飛行時間を延ばすことができます。

ジャイロスコープとセンサーは回転速度やその他のパラメータをコンピューターに伝え、コンピューターはアルゴリズムを使用してドローンの位置を調整します。これにより、ドローンはバランスを維持し、継続的にホバリングし、前進、後退、垂直に移動することができます。

コンピューターアルゴリズムは、ドローンオペレーターがドローンの降下を制御するのに役立ちます。ドローンの操縦者はドローンがいつどこに移動するかを制御できますが、自動安定化を保証するのはコンピューターの位置決めアルゴリズムです。

GPS などのナビゲーション システムはドローンの機首内部に固定されており、ドローンの正確な位置を伝えるために使用されます。あるいは、機体に搭載された高度計が高度ベクトルを通信し、コントローラーからの指示があればドローンを特定の高度に保つこともできます。

進化するテクノロジー

今日の最新のハイテクドローンは、多くの点で以前のバージョンを凌駕しています。

衝突回避システム:障害物検出センサーを使用して周囲の環境をスキャンし、ソフトウェア アルゴリズムが画像から 3D マップを生成することで、ドローンが障害物を感知して回避できるようにします。

飛行禁止区域機能:飛行の安全性を高め、規制および分類された立ち入り禁止区域での事故を防止するために、メーカーの最新のドローンには、これらの区域に入ると警告を発する「飛行禁止区域」機能が搭載されています。

FPV ライブ ビデオ伝送: FPV (First Person View) ベースのテクノロジーは、ドローンに搭載されたカメラで構成され、無線信号を使用して地上のパイロットにライブ ビデオをブロードキャストします。これにより、地上のパイロットにリアルタイムの機内体験が提供され、ドローンは地上から航空機を観察するだけの場合よりも高く遠くまで飛行できるようになります。

スマート インターフェース:今日のほとんどのドローンは、リモート コントローラーまたはスマートフォン アプリを使用して飛行させることができ、メーカー固有のアプリによってドローンを完全に制御できます。

新たな境地

商業用途でのドローンの使用が急増しています。これにより、さまざまな企業が収益を増やし、想像もできない方法で世界経済の成長に貢献する大きな機会が生まれます。

貨物サービス:最近の報道によると、Google と Amazon は、商品をより短時間で空輸できるように独自のドローンを開発している。 Facebook は、インターネット アクセス用の信号を遠隔地に送信できる巨大ドローンの開発を計画している。

IoT の活用:地上ベースの IoT センサー ネットワークとドローンを統合したシステムは、農業事業者が土地や作物を監視したり、エネルギー事業者が送電線を調査して機器を操作したり、保険事業者が保険金請求や保険契約のために財産を監視したりするのに役立ちます。

測定と推定:ドローンは作物、建物、山の高さを測定し、記録できます。これは、LIDARと呼ばれるリモートセンシング技術を使用して行われます。LIDARは、ターゲットをレーザーで照らし、反射したものを測定することで距離と高度を計算します。

大気研究:ドローンは、安全でない場所やアクセスが困難な場所に飛行して、空気の質を測定したり、特定の微生物や大気の要素の存在を確認したり、さらには地震を検出したりすることができます。

ライブ録画:テレビのスポーツ ネットワークでは、ドローンを使用して、他の方法では入手が困難なスポーツ イベントの映像を撮影するようになりました。

ドローンがもたらす脅威

ドローンは今どれほど素晴らしいように見えても、将来は危険な武器になる可能性がある。ドローンの人気が高まり、使いやすくなることで、プライバシー、安全性、セキュリティに関する懸念が数多く生じています。そのため、有人航空機と安全に共存できる方法を見つけることの重要性がますます高まっています。

プライバシーの脅威:これらの遊び心のある空中スパイは、個人の自宅やその他のプライベートな場所にいる人の写真を撮ることができます。

衝突:ドローンの交通量が増えると、空中衝突やドローンの制御不能につながる可能性があります。ドローンが民間航空機に近づきすぎる脅威から、ドローンの規制を求める声が高まっている。

民間人への攻撃の可能性:ドローンは従来の兵器に比べて比較的安価ですが、より破壊的な結果をもたらす可能性があります。この入手しやすく、操作が簡単で、絶対確実な技術こそが、大量破壊兵器として魅力的なものとなっているのです。

ハッキング:ドローンは、ある意味では空飛ぶコンピュータのようなもので、ハッキングされる可能性のあるオペレーティング システムやプログラム可能なコード ソフトウェアを搭載しています。飛び回って他のドローンを探し出し、その無線ネットワークをハッキングし、所有者の接続を切断して制御を乗っ取ることができるドローンが開発されている。

ドローンの安全規制

時間の経過とともに、世界中の規制当局はドローンの潜在的な悪用を防ぐための措置を講じてきました。

中国:重量が 15 ポンドを超えるドローン、または高度 400 フィート以上を飛行するドローンには、中国民用航空局 (CAAC) のライセンスが必要です。

英国：民間航空局（CAA）は、重量が0.5ポンドを超えるドローンの登録を義務付けており、高度500フィート以上での飛行は禁止している。

米国: FAA は、最高速度 100 mph の商用ドローンに対する遠隔操縦証明書と登録、昼間の操作のみ、適切な衝突防止照明、参加者の参加なしでの屋根付き構造物の下または屋根付きの静止車両内でのドローン操作の禁止など、特定の規制を具体的に義務付けています。

ヨーロッパ： SESAR（Single European Sky ATM Research）は、ドローンの電子登録、電子識別、ジオフェンシング、および民間航空機との干渉や衝突を回避するための有人航空との完全な統合を含むU空間基本サービスの開始を計画しています。

結論は

ドローンはテクノロジーがもたらした素晴らしい贈り物です。ドローンの急速な普及により、ほぼすべての国がさまざまな目的でドローンを開発するようになりました。今日のドローンは、マイクロコントローラー、GPS、Wi-Fi、センサーユニットなどのあらゆる先進技術を組み合わせたものです。

彼らは同期して作業する必要があり、それがスタートアップ企業を含む多くの企業にビジネスをもたらします。さらに、インターネット上にはドローンキット、習得しやすいプログラミング言語、コース教材が豊富にあるため、初心者でも簡単にドローンを組み立ててコーディングできます。

このような状況において、低コストの検査システムの開発を促進するために政府の役割が極めて重要です。こうしたシステムは、悪質なドローンを発見し、強力な規制を確立できるほど高度でなければならない。侵入者がこの貴重な技術を悪用するのを防ぐためです。