「自律運航AI」を搭載したドローンを用いて荷物配送を行う実証実験を実施

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レベル4環境下の物流現場で、ドローンが利用される社会を目指す

2022-05-18 新エネルギー・産業技術総合開発機構,東京大学,イームズロボティクス株式会社,佐川急便株式会社

NEDOは「人工知能技術適用によるスマート社会の実現」でサイバー・フィジカル研究拠点間連携による革新的ドローンAI技術の研究開発プロジェクトに取り組んでおり、今般、物流分野での実証実験を担当するNEDO、東京大学、イームズロボティクス(株)は、佐川急便(株)の協力のもと、「自律運航AI」を搭載したドローン(AIドローン)を用いて荷物を配送する実証実験を実施しました。本実証では、ドローンに搭載したAIが飛行中に人を検出した場合に自動で一旦停止し、人がいなくなれば自動的に飛行を再開する機能や、地上の人や建物への衝突リスクが低い飛行ルートを自動で生成する機能を確認しました。

NEDO、東京大学、イームズロボティクス(株)は、今後も佐川急便(株)ほかの協力のもと飛行実績を蓄積するとともに、安全な飛行技術の研究開発を進め、有人地帯における補助者なし目視外飛行(レベル4)環境下の物流現場でAIドローンが利用される社会を目指します。

1.背景

小型無人航空機(ドローン)は、物流・空撮・保守点検・農林水産分野などにおいて「空の産業革命」を開くものとして急速な社会実装が進んでおり、政府は2022年をめどに「有人地帯における補助者なし目視外飛行」(レベル4)を実現する目標を掲げています。しかしパイロットの判断で故障や悪天候、電波途絶、飛行物体の接近などのハザードに対応できる通常の航空機と異なり、ドローンにおいてはオペレーターが地上から遠隔で監視・操作を行う必要があります。このため、レベル4の実現にはドローンを自律運航できる人工知能(AI)などが求められています。

これを踏まえ、NEDO(国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)は2018年度から「人工知能技術適用によるスマート社会の実現※1」で国立大学法人東京大学、国立研究開発法人産業技術総合研究所、イームズロボティクス株式会社および株式会社日立システムズと「人工知能技術の社会実装に関する研究開発/サイバー・フィジカル研究拠点間連携による革新的ドローンAI技術の研究開発プロジェクト」を推進しています。本プロジェクトでは必要となるAI技術を以下の三つのフェーズに分け、産学官連携による段階的な研究開発の中で、インフラ点検や警備、物流などの利活用事業者との連携により、概念実証(PoC)と逐次評価を行いながら開発を行っています。

  • フェーズI:人・車両など物体を認識する機能により安全を確保する「自律運航AI技術」
  • フェーズII:機器故障に起因する異常を検知・判断する「故障診断AI技術」
  • フェーズIII:機器故障時に環境認識により無人地帯を選択して安全に着陸する「緊急着陸AI技術」

今回、本事業で物流分野での実証実験を担当するNEDO、東京大学、イームズロボティクス(株)は佐川急便株式会社の協力のもと、フェーズIの「自律運航AI技術」開発の一環で、「自律運航AI」を搭載したドローン(AIドローン)を用いて荷物配送などを行う実証実験を実施しました。本実証ではドローンが飛行中に人を検出した際に自動で一旦停止し、人がいなくなれば自動的に飛行を再開して配送を行う機能などを、物流事業者の実フィールドで検証し、有効性を確認しました。

図1 本プロジェクトの概要

2.実証実験の概要

東京大学とイームズロボティクス(株)は少人数で低コストかつ簡単に運用できるドローン物流の実現を目指し、必要最小限の補助者や監視者(将来的には補助者無し)のみでの運用を可能にしたAIドローンの物流実証実験を2022年5月11日に実施しました。

本実証では、イームズロボティクス(株)製ドローン(UAV-E6106FLMP)に「自律運航AI」を実装したAIドローンを用いて、佐川急便(株)相馬営業所(福島県南相馬市)と柚木公会堂(福島県相馬市)を結ぶ約1.5kmを往復で飛行する実験を行いました。往路では佐川急便(株)相馬営業所で市の刊行物を模した荷物をドローンに搭載し、柚木公会堂まで約7分間の飛行をしながら、AI機能による人物検知、検知後の機体の自動一旦停止・飛行再開の検証を行いました。また復路では荷物は搭載せず、住宅などリスクの高いエリアを回避する飛行ルートを自動生成する機能の検証を行いました。飛行制御は、補助者ありで目視外の自動飛行とマニュアル飛行で行いました。

図2 実証実験の飛行ルート(出典:国土地理院地図・空中写真閲覧サービス)の画像
図2 実証実験の飛行ルート(出典:国土地理院地図・空中写真閲覧サービス)

図3 AIドローンの外観(左)および離陸状況(右)の画像
図3 AIドローンの外観(左)および離陸状況(右)

3.今回の成果

東京大学とイームズロボティクス(株)は佐川急便相馬営業所から柚木公会堂へ向けた荷物輸送(往路)において、ドローンに搭載したAIが飛行中に人を検出した場合に自動で一旦停止し、人が移動していなくなれば自動的に飛行を再開する機能を確認しました。

また、荷物配送を終えた復路では、AIドローンが地理空間情報から住宅や道路などのリスクの高いエリアを判別することにより、柚木公会堂からの飛行前にリスクの高いエリアを回避する最適なルートを生成したことを確認しました。その後AIドローンは飛行ルート通りに佐川急便相馬営業所まで約7分で飛行しました。

 図4 AIドローンによる人検出時のカメラ映像(左)および飛行ルート自動生成機能で生成した飛行ルート(右)の画像

図4 AIドローンによる人検出時のカメラ映像(左)
および飛行ルート自動生成機能で生成した飛行ルート(右)

4.今後の予定

本プロジェクトでNEDO、東京大学、イームズロボティクス(株)は佐川急便(株)ほかの協力のもと、2022年12月をめどに予定されているレベル4実現に向け、本実証実験で得た知見を基に、南相馬市などでさらなる飛行実績を蓄積するとともに、安全な飛行技術の研究開発を進めます。これにより、レベル4環境下の物流現場でAIドローンが利用される社会を目指します。

【注釈】

※1 人工知能技術適用によるスマート社会の実現

事業名:
人工知能技術適用によるスマート社会の実現/人工知能技術の社会実装に関する研究開発/サイバー・フィジカル研究拠点間連携による革新的ドローンAI技術の研究開発
事業期間:
2018年度~2022年度
委託先:
国立大学法人東京大学
再委託先:
国立研究開発法人産業技術総合研究所、イームズロボティクス株式会社、株式会社日立システムズ
外部協力先:
佐川急便(株)
事業概要:
サイト内リンク人工知能技術適用によるスマート社会の実現
紹介動画:
NEDO Channel「サイバー・フィジカル研究拠点間連携による革新的ドローンAI技術の研究開発」
5.問い合わせ先

(本ニュースリリースの内容についての問い合わせ先)
NEDO ロボット・AI部 担当:城下、加藤

東京大学大学院工学系研究科航空宇宙工学専攻 土屋・伊藤研究室
担当:竹内

イームズロボティクス(株) 担当:曽谷
佐川急便(株) 担当:経営企画部 広報課

(その他NEDO事業についての一般的な問い合わせ先)
NEDO 広報部 担当:橋本、坂本、鈴木、根本

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