遠隔地医療に革命を起こすドローンの実力とは

“空飛ぶロボット”へと進化しつつあるドローンに求められる技術課題

ドローンは電動型の無人航空機(UAV)の一種で、4枚以上の多数のプロペラをもつタイプが主流であるため、マルチコプターとも呼ばれます。飛行安定性やホバリング性能にすぐれ、搭載したカメラにより、鳥のような視点からの写真や動画を簡単に撮影できることから、世界的なヒット商品となっています。

ドローンはホビーや競技向けの小型軽量の一般用ドローンと、業務用空撮や測量、監視・点検、農業、物流などへの活用が期待されている産業用ドローンに大別されます。図1は2025年までの世界のドローン出荷台数の予測グラフです(2017年、SkyWings社調べ)。ドローン元年と呼ばれた2015年以降、出荷台数のほとんどは一般用ドローンでしたが、近年は産業用ドローンの伸び率が大きく、2023年以降は産業ドローンが一般用ドローンを上回ると予測されています。

ドローンがリモコン式のヘリコプターなどと違うのは、各種センサとフライトコントローラと呼ばれるソフトウェアを搭載した自律飛行型の無人航空機であることです。GPSなどを利用したナビゲーション機能により、たえず自己の位置情報を取得し、目視圏外でも障害物を回避しながら飛行したり、自動帰還したりすることが可能です。さらにはインターネットとの接続により、複数のドローンのデータをクラウド上で共有したり、AI解析による効果的な運用の可能性も広がっています。特に期待されているのは、橋梁や道路、メガソーラーシステムなどのインフラの監視・点検です。人手では多大な労力と時間を要するため、ドローンの活用はきわめて大きな経済効果を生むとともに、さまざまな関連サービスの創出にもつながります。

図1　世界のドローン出荷台数予測(出典：2017年、SkyWings社調べ)

TDKは世界屈指のセンサソリューションプロバイダー

ドローンが“空飛ぶロボット”へ進化を遂げるためには、飛行安定性とともに、衝突や落下などの事故を回避するための安全性・信頼性の向上が最大の技術課題です。そのためにセンサとソフトウェアは、これからのドローン・イノベーションに向けてのキーテクノロジーとなります。
TDKは非光学分野のセンサ製品を豊富にラインアップするとともに、複数のセンサを組み合わせた先進的複合センサや、ICとソフトウェアでセンサを補完することにより、多彩なソリューションビジネスをグローバルに展開しています(図2)。

図2　TDKグループの主要センサ技術とセンサビジネスフォーメーション

TDKのグループ会社InvenSense社が開発したICM-20789は、ドローンの機体制御や位置情報に関わる3軸ジャイロセンサ（※１）、3軸加速度センサ（※２）、静電容量型の気圧センサ（※３）などのMEMSセンサ（※４）を小型パッケージに一体化した業界初の7軸慣性気圧センサです。とりわけ静電容量型のMEMS気圧センサは、業界最高水準の超低ノイズ特性を達成し、高度変化を5cm以下で検出することが可能です。ナビゲーションによる平面的な位置情報に加えて、高度情報も高精度で取得できるため、産業用ドローンはもとより、一般用ドローンの上位機種などにおいても、きわめてレベルの高い飛行パフォーマンスを実現します。