Project Wing：Alphabetのドローン配送プロジェクトのチートシート - TechRepublic

2014年に公表されたプロジェクト・ウィングは、世界を変える可能性のある技術を開発する、検索大手の秘密研究所「Google X」から生まれた。

現在、Googleの親会社であるAlphabetによって運営されているProject Wingは、自律型配達ドローンに必要な機体とシステムの両方を開発することで、商品の輸送方法を変革することに重点を置いています。

Project Wingは、実用的なドローン配送システムの開発という野望をまだ実現していないかもしれませんが、いくつかの分野で進歩を遂げています。この壮大なプロジェクトについて知っておくべきことをすべてご紹介します。

Project Wingとは何ですか?

Project Wing は、食料品から救急医療まであらゆるものの輸送にこれらの自律航空機を使用することを目的とした、配達用ドローンを開発する Alphabet のプロジェクトです。

アルファベットは、カリフォルニア州の田舎やオーストラリアなど、世界中のいくつかの場所でこれらのドローンをテストしている。

このプロジェクトはもともと、心臓発作の患者に除細動器キットを迅速に届ける手段として構想されたもので、アルファベットは今でも災害救助などドローンのさまざまな人道的役割を期待している。

Project Wing は、研究者、開発者、ビジネス戦略家、エンジニアの混合チームによって運営されています。

Project Wing のドローン配達はどのように機能しますか?

無人航空機の艦隊は、企業や家庭から荷物を集め、それを指定された場所まで運び、玄関先や裏庭などの指定された場所に荷物を降ろすように設計されている。

自動化された航空機は事前に計画されたルートを飛行し、センサーとソフトウェアを使用してドローンやその他の障害物との衝突を回避します。

ドローンの飛行ルートは、プロジェクトウィング社の無人航空システム交通管制（UTM）プラットフォームによってマッピングされ、ドローンの飛行経路を割り当て、ドローンが互いや建物、木、その他の危険物を回避するルートをたどることができるようにします。

プロジェクト・ウィングを効果的に機能させるために、アルファベットは、特殊なインフラや高度に訓練されたスタッフを必要とせずに、ドローンがほぼあらゆる場所で誰からでも荷物を受け取れるようにしたいと考えている。

Project Wing ドローンはどのような外観で、どのようなハードウェアが使用されていますか?

最初のテスト以来、ドローンの設計は軽量化と空力性能の向上を目指して進化を遂げてきました。既存のドローンは、飛行機とヘリコプターの中間のような形状で、ローターと固定翼を備え、滑走路なしで離着陸できるだけでなく、従来のクワッドコプターよりも長距離を飛行できるように設計されています。

2017年にオーストラリアで行われた試験で使用された試作機は、最高時速120キロで飛行でき、垂直離着陸が可能で、翼幅は1.5メートル未満だった。

この機体の特注プロペラは騒音を最小限に抑えるよう設計されており、住宅地でドローンを使用する場合、これは重要な特徴です。このプロジェクトの目標は、離陸、飛行、そして配送のどの段階でも邪魔にならないシステムを設計することです。

アルファベット社によると、プロジェクト・ウィングの研究者たちは、機体が安全かつ効果的に連携して動作することを保証するため、独自の機体設計を選択したという。ドローンは、カリフォルニア州マウンテンビューにあるアルファベット社の「X」研究開発施設のラボで設計された。

Project Wing ドローンはそれぞれどれくらいの距離を飛行できますか?

テスト中、航空機が飛行した最大距離は往復で約14kmだったが、配達には通常約10kmを移動した。

Project Wing ドローンはどれくらい高く飛行しますか?

Project Wing の配達ドローンは地上 400 フィートまで飛行します。

Project Wing の航空機はどの程度自律的ですか?

ドローンは自律飛行していますが、現在は各ドローンにパイロットが監視をしており、問題発生時にはパイロットが操縦を引き継ぎます。Googleは将来的に、安全かつ効率的で、パイロットの待機を必要としない完全自動化システムの運用を計画しています。

Project Wing ドローンはどれくらいの量を運ぶことができますか?

試験運用では、ドローンは最大1.5kgの食品や医薬品の小包を輸送しましたが、将来的にはより幅広い品物を輸送できるようになることを目指しています。アルファベットは、ドローンで輸送可能な荷物の種類を拡大するため、試作機の重量を削減し、輸送可能な荷物の重量を増やす取り組みを進めています。

最終的にアルファベットは、ドローンが軽量の商品を現在よりも迅速かつ確実に輸送できると同時に、トラックよりもはるかに低いレベルの温室効果ガスの排出も可能になることを構想している。

Project Wing ドローンはどれくらい安全ですか?

ドローンに搭載されているすべての機能には、故障の際に引き継ぐバックアップが備わっており、冗長化されたモーター、バッテリー、ナビゲーションシステムが搭載されています。これらはオンラインで購入でき、インテリジェントな制御によってドローンを飛行させることができます。

アルファベット社は、ドローンにとって安全性が最優先事項であると述べ、機体に高度な冗長性を組み込んでいることを強調している。

Project Wing のドローンはどのように制御されるのですか?

Project Wing の UTM 交通管理システムは、ドローンの飛行経路を自動的に処理し、ルートの計画とクリア、他の航空機との衝突の解決を行います。

2017 年 6 月、Project Wing のドローンは、NASA と連邦航空局 (FAA) が開催した一連のテストに参加し、共有空域で多数のドローンを管理する方法に焦点を当てました。

テスト中、バージニア工科大学中部大西洋航空パートナーシップが運営する施設で、Google は Project Wing の UTM プラットフォームが Wing ドローンのリアルタイムのルート計画や空域および危険の通知を処理し、1 人のオペレーターが複数のドローンを監視できるようにする方法を実演しました。

このテストは、プロジェクト・ウィング社の UTM が複数の無人航空システムの飛行経路を同時に自動管理し、手動介入なしに機体が障害物や他の航空機を回避して飛行できるかどうかを評価するために設計された。これは、1 人のオペレーターが多数の配達用ドローンを管理するには必須の機能である。

複数のドローンの飛行経路を一度に管理するという複雑なプロセスは、UTMプラットフォームが利用する多数のバックエンドシステムによって可能になっています。UTMはGoogleマップ、Earth、ストリートビューのデータを活用して物理的な地形（建物、道路、樹木、その他の対象物の位置）を把握し、数百万台のサーバーからなるGoogleクラウドに分散された膨大なコンピューティングパワーを活用することができます。

Project Wing はどこでテストを実施しましたか?

プロジェクトウィングの最初の公開テストは2014年にオーストラリアのクイーンズランドで開催され、2016年以降、プロジェクトウィングはドローンのテスト飛行を何千回も完了しています。

初期試験では、Project Wingはクイーンズランド州の農家にバッテリー、ボトル入り飲料水、ラジオを配達しました。ドローンの試験場所としてオーストラリアを選んだ理由について、Googleは「オーストラリア人はドローンの早期導入者であり、長年にわたり農業、産業、そして緊急事態においてこの技術を活用してきました」と述べています。

プロジェクトウィングは、2016 年 9 月に一般の人々への初の大規模ドローン配達を完了し、自律飛行型ドローンがバージニア工科大学の学生に数百個の昼食を配達しました。

アルファベットは、オーストラリアでのドローンテストに引き続き注力しており、2017年秋にはキャンベラ市郊外のグーゴン地方の家庭への直接配達を開始した。これにより、同地域の多くの世帯がスマートフォンアプリを使って食品や医薬品を注文し、ドローンで配達してもらえるようになった。

テストでは、プロジェクト・ウィングのドローンがニューサウスウェールズ州に住むアルパカ農家、数学教授、乗馬愛好家、アーティストに荷物を運びました。地域と配達品の種類が選ばれたのは、参加者の生活に変化をもたらす可能性も考慮されたためです。この地域は遠隔地であるため、住民は食料品の買い物に車で往復40分かかります。

実験期間中、参加者はProject Wingアプリを使って、Chemist Warehouseから医薬品、日焼け止め、歯科用品、スキンケア用品、化粧品、ビタミン剤、パーソナルケア用品など100種類もの商品を注文することができました。また、お腹を空かせた住民は、Guzman y Gomezレストランから様々なブリトーやブリトーボウルを注文することもできました。

参照: ドローンポリシーテンプレート (Tech Pro Research)

このオーストラリアのテストエリアは拡大しており、2018年初頭にはプロジェクト・ウィング社のドローンが近隣のタガーラノン地域で配達を開始した。この地域には住宅密集地区や裏庭の狭い住宅が多く、より人口密度の高い地域でのシステムのパフォーマンスを試験しているようだ。

アルファベットは、テストが進むにつれてドローンによる配達エリアをさらに拡大したいと述べている。

これらのトライアルは、アルファベットにとってUTMプラットフォームのテスト機会にもなりました。具体的には、参加者のドロップオフポイントの基準を満たす、安全で便利な商品置き場所をどれだけ効果的に特定できるかを検証し、ドローンが周辺の木々、家屋、フェンス、その他の障害物を回避できるように支援しました。また、Project Wingチームは、実際の店舗から商品を輸送する際の実際的な考慮事項、例えばグスマン・イ・ゴメスのケースでは、ブリトーを調理場で調理したての状態で届ける方法や、さまざまな形状やサイズの荷物の取り扱い方などについて検討する機会を得ました。

ドローンはどうやって荷物を配達するのでしょうか?

テスト中、ドローンは地上約5メートルの高さでホバリングし、ウインチを使って荷物を降ろします。荷物が降ろされると、ロープから外れ、ドローンは飛び立ち、家主は荷物を受け取ることができます。

テストの参加者は、Project Wing アプリを使用してドローンを誘導し、さまざまな場所に品物を配達することができました。

ドローン配送ビジネスは持続可能か？

Alphabet は、最終的には同社の UTM システムを使用して、さまざまな趣味用および商用のドローン操縦者が、UTM が提供するリアルタイムのルート計画と予期しない動作や危険の通知を活用して操縦者の動きを調整する空域サービスプロバイダーのネットワークによって、同じ空域で安全に機体を飛行させることができるようになることを想定しています。

参照: TechRepublicの賢い人のためのガイドとチートシート

Alphabet 社は、UTM が共有空域で大量のドローンが運航し、荷物の配達から捜索救助までさまざまな業務を遂行する上で重要な役割を果たすと予想しています。

米連邦航空局は、2021年までに約160万台の商用ドローンが使用されると推定している。

Project Wing と提携しているのは誰ですか?

増加するドローンを上空で安全かつ確実に管理するには、規制当局、航空業界、ドローンのオペレーターとメーカー、そして地元住民の間の連携と調整が必要です。

Alphabetはドローンの運用者やメーカーと協力し、飛行をより安全かつ容易にすることを目指して、UTMをさまざまな自律航空機と相互運用可能にすることを目指している。

規制面では、アルファベットは、米国ではFAAと協力して低高度許可および通知機能（LAANC）システムに取り組んでおり、オーストラリアでは民間航空安全局（CASA）と協力して低高度の共有空域でドローンを管理する方法に取り組んでいると述べている。

商用ドローン業界にとって最大の課題は何ですか?

動く障害物が多く、人、動物、鳥が生息する動的な環境において、少人数でドローン群を管理するという未解決の技術的課題に加え、もう一つの大きな障壁は規制です。最近まで、Project WingやAmazon Prime Airのようなドローン配送システムは、米国では軌道に乗るのが遅いと思われていました。オーストラリア、シンガポール、英国では、将来のプロジェクトに対する規制上の障壁が米国よりも少ないからです。

しかし、昨年、米国では連邦航空局（FAA）の規制により進展が停滞したにもかかわらず、ホワイトハウスの介入により、政府とAmazonやAlphabetなどの企業とのドローン配送に関する緊密な連携が促され、多くの障害が解消される可能性があるとの報道があります。こうした連携が実を結ぶまでの間、少なくとも10件のFAA承認ドローン関連実証プログラムが今春開始される予定です。

Project Wing の現状と今後の展望について教えてください。

プロジェクトのスケジュールは計画通りには進んでいない。克服すべき技術的および規制上のハードルを考えると、それも当然だ。2015年、ワシントン近郊で開催された航空管制会議で、当時プロジェクト・ウィング・チームの責任者だったデビッド・ヴォス氏は、2017年までに商用ドローン配送事業を立ち上げたいと考えていると出席者に語った。

しかし、テストは加速しているようで、次の議題はオーストラリアでのテストの拡大であり、これによりドローンは人口密度の高い地域のより小さな裏庭に配達できるようになる。

参照：DIYドローン：自分で作れる20個のキット

アマゾンのPrime Airプロジェクトと同様に、アルファベットは現在、ドローン配達プログラムの立ち上げを阻む障害を取り除くために規制当局と協力している。

Alphabet のエンジニアは Project Wing に関連するどのプログラムに取り組んでいますか?

Project Wingは、Googleの親会社Alphabet傘下のムーンショット・プロジェクト（短期的な利益を期待せずに最先端技術を探求するプログラム）に注力する部門であるXから生まれました。この部門から生まれた他の注目すべきプロジェクトには、インターネット通信用気球を用いて地方に手頃な価格のインターネットを提供することを目指すProject Loonや、自動運転車を開発するWaymoプロジェクトなどがあります。

当初の Project Wing X はなぜ失敗したのでしょうか?

このプロジェクトは2014年の公開以来、一度も中断したことはありませんが、いくつかの困難を経験してきました。2015年には、Google Xのディレクターであるアストロ・テラー氏が、オリジナルのドローンがホバリング時の安定性に問題を抱えていたため、再設計が必要になったと発表しました。その後、プロジェクトはいくつかの挫折を経験し、2016年にはコーヒーチェーンのスターバックスとの提携案が頓挫したことで規模が縮小されたと噂されています。しかし、最近の報道では、Project Wingが実用システムに近づいている一連のテストが成功しているなど、前向きな兆候が見られます。

参照：米国でのドローン配達は「数ヶ月以内」に実現する可能性

しかし、アルファベットは2014年にタイタン・エアロスペースを買収して設立したソーラードローン部門を閉鎖し、スタッフをプロジェクト・ルーン、プロジェクト・ウィング、その他のGoogle X部門に再配分した。