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» 2020年09月02日 11時57分 公開

「ドローン無線中継システム」で災害時のエリア復旧や遭難者特定を ソフトバンクがデモを披露(1/3 ページ)

ソフトバンクは、双葉電子工業、東京工業大学 工学院 藤井輝也研究室とともに、「ドローン無線中継システムを用いた遭難者位置特定システム」を開発。災害時に土砂やがれきの下の遭難者などの救助に活用できる。ソフトバンクが開発した「係留気球無線中継システム」にはないメリットとは?

[房野麻子,ITmedia]

 ソフトバンクは、双葉電子工業、東京工業大学 工学院 藤井輝也研究室とともに、災害時に土砂やがれきの下の遭難者などの救助に活用可能な「ドローン無線中継システムを用いた遭難者位置特定システム」を開発。双葉電子勝間ラジコン飛行場においてこのシステムを使用し、約70km離れた遠隔地からのドローンの手動操縦、GPS受信機能が搭載された携帯電話機の位置を特定する実証実験に成功した。

 この成果報告として、8月31日、有線給電ドローン無線中継システムと、ドローン無線中継システムを用いた遭難者の位置特定のデモンストレーションを報道陣に公開した。

ドローン無線中継システム デモは千葉県市原市にある双葉電子勝間ラジコン飛行場で行われた

東日本大震災をきっかけに

 ソフトバンクは2011年の東日本大震災をきっかけに、迅速に広いエリアを復旧するシステムを検討し始めたという。当時は4000局近い基地局が倒壊などでシステムダウンし、最も長いもので復旧に1カ月近くかかった。災害で通信障害が発生した携帯電話サービスエリアを迅速に復旧させたい。それも短時間で広いエリアを復旧させたいという狙いから、プロジェクトはスタートした。

 そこで開発したのが「係留気球無線中継システム」だ。中継装置を載せた気球を100mほど上空に上げることで、広いサービスエリアを作ることができる。一般的な基地局はビルの屋上や鉄塔などで地上40mくらいにあるが、その2倍以上高く上げることで、最大半径10kmという非常に広い地域をカバーでき、一気にエリアを回復できるというものだ。

 このシステムは最寄りの携帯基地局に接続する無線中継局の親機と、気球に搭載された子機から構成される。気球は平らで、直径約5.5m、高さ約3m。風が吹いたときにも安定するような構造になっている。2016年4月の熊本地震では、実際にこの係留気球無線中継システムが運用された。

ドローン無線中継システム 気球を用いた無線中継システム

気球をドローンに変えて運用

 今回、デモが公開された有線給電ドローン無線中継システムは、係留気球無線中継システムを改善したものだ。最近は台風や長雨による水害が頻繁に発生し、臨時中継システムを、より早く運用開始することが期待されている。しかし、係留気球無線中継システムは「ヘリウムガスを入れるのにかなり熟練した技術が必要」(藤井氏)で、設置するのに6時間から半日くらい時間がかかるという。

 その点、ドローンは設置が簡単だ。「ドローンはワンボックスカーで運ぶことができ、外に出して、操縦装置を押すだけで上がっていく。現場に到着後、1時間程度という短時間で運用開始できる簡易性を活用した」(藤井氏)

ドローン無線中継システム 東京工業大学 工学院 特任教授でソフトバンクのフェローを兼任する藤井輝也氏
ドローン無線中継システム ドローンを使った無線中継システム。気球がドローンに代わっただけで、基本構成は同じだ

 無線中継局の親機と子機の関係は基本的に同じだが、ドローンに搭載するために軽量化を図った。ドローンも100mから150m程度まで一気に上げることができるので、気球と同等のエリアを作ることができる。ただ、一般的にドローンはバッテリーで動くため30分程度しか飛び続けることができない。これでは無線中継として厳しいので、下から電力を供給する有線給電にした。「24時間、1週間の連続中継を狙っている」(藤井氏)

ドローン無線中継システム ドローンは運搬、設置が容易で、現場に到着後、1時間程度で運用を開始できるという。地上からの給電で24時間運用が可能で、約1週間の連続運用を目標としている。性能は気球の場合と基本的に同じで、20MHzの帯域幅を使ってLTEで運用する場合、データ通信速度の理論値は最大150Mbpsで音声接続は2000ユーザーの同時接続が可能
ドローン無線中継システム ドローンは自律飛行も可能で、風速15m/秒程度の風に耐えることを確認している。電力給電線は5mmと非常に細い。緊急時には移動通信網を介して人の遠隔操縦が可能で、「多少の遅延はあるが、例えば北海道にあるドローンを東京からでもコントロールできる」(藤井氏)
ドローン無線中継システム 近くに地上基地局がない場合は、小型の衛星通信システムを使用する
ドローン無線中継システム 衛星アンテナは非常に小さく、背後のケースに入れ、人が背負って持ち運ぶことができる
ドローン無線中継システム 使用したドローン。左が有線給電ドローン、右は遭難者捜索用。下部にあるのが無線中継局(子機)
ドローン無線中継システム ドローンのコントローラー。アプリを使って自律飛行も可能だ
ドローン無線中継システム デモは2.1GHz帯の実験電波を使用して行った。給電線につながったドローンを100m上空に飛ばす。大型のドローンなので、100m上空でもヘリコプターが飛んでいるような音が聞こえる
ドローン無線中継システム 通常通り、通話やメッセージができることが確認された

 ドローンの運用が可能になったからといって、気球を使ったシステムを使わなくなるわけではなく、短期・中期の運用にはドローン、1カ月以上の長期間運用には気球を使っていくという。

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