強風でも飛べるドローン、揺れの角度３分の１程度に

　早稲田大学理工学術院総合研究所の大内茂人研究院客員教授や明治大学、東海大学の研究グループは、強風などの揺れでも姿勢を保てる飛行ロボット（ドローン）を開発した。国際宇宙ステーション（ＩＳＳ）にも使われている姿勢制御装置「コントロール・モーメント・ジャイロ（ＣＭＧ）」を搭載。飛行時のドローンを人工的に揺らしたところ、ＣＭＧを付けない時に比べ、揺れの角度を３分の１程度に減らせた。宅配用ドローンや空飛ぶ自動車などへの応用が期待される。

　ＣＭＧは回転する円盤の力を利用し搭載した機体の姿勢を制御する装置で、ＩＳＳの姿勢制御や船の揺れ止めなどに使われている。ＣＭＧをドローンに搭載した事例は初めてという。

　２・４キログラムのドローンに搭載するＣＭＧは１キログラム。ＣＭＧを搭載することで、ドローンのプロペラで対応できない細かい姿勢制御を行い、５ヘルツの揺れにまで対応できる。ドローンのみの場合、１ヘルツの揺れには対応できるが、それ以上の揺れには対応できなかった。研究グループはドローンとＣＭＧの運動に関する複数のパラメーターを同時制御するプログラムを開発し、安定的な飛行を実現した。

　開発費は約５００万円。ドローンは飛行方向に対し、ピッチング（前後）、ローリング（左右）、ヨーイング（回転）に関する運動を同時制御する必要がある。今回はピッチング角の揺れにのみ対応しているが、２０２０年３月末までにローリング角を加えた２軸方向で制御できるドローンを開発する。振動するモーターをドローンに取り付け、ＣＭＧで揺れを相殺する実験を実施したい考え。

　大内研究院客員教授は「ドローンのみでは毎秒１５メートルの風での飛行が限界とされている。それ以上の風速の中での飛行を実現したい」と実用化に向けた取り組みを進める。