天井吸着移動型ドローンについて

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天井吸着移動型ドローンとは

２０２３年１２月１２日、東京都市大学理工学部機械工学科の西部光一准教授および機械システム工学科の関口和真準教授らと東急建設が、天井効果を利用することで、天井裏やピット（地下に設けられた配管を通すための空間）などの狭所空間において従来型度ローンよりも安定・長時間飛行が可能な「天井吸着移動型ドローン」を開発したことを発表しました。

東急建設株式会社HPより引用

天井に吸着し、強く作用する天井効果による気流反転を利用することで、長時間飛行、高い飛行安定性、撮影映像の高い視認性を実現しています。

天井効果とは

一般的な天井効果とは、データの分布が満点へ偏っていることを指しますが、ドローンにおける天井効果とは、ドローンが天井のような上壁に近づくと、プロペラによって静止される旋回流が上壁と干渉し、ドローンと上壁間の気圧が下がって上昇する力（推力）が増大する効果を指します。
天井効果が作用して推力が急増すると、飛行制御が難しくなり上壁に衝突する問題が発生します。
作業員のアクセスが困難な建築物の天井歌やピット等の狭所空間は、ドローンの需要が見込まれていた一方、上下にある壁面とプロペラの気流が干渉して天井効果や地面効果などが起こり、飛行制御が難しくなってしまう課題がありました。
従来であればマイクロドローンを使用した点検等が実用化されているものの、バッテリー容量が不足しているため、十分な調査・検査時間を確保することができませんでした。

天井吸着移動型ドローンによってできること

今回開発された天井吸着移動型ドローンは、天井効果を利用することで、従来よりも３０％長い連続飛行に成功し、さらに天井にプロペラが接近する際にドローン近傍の気流が吹き上がる現象を利用し、上下壁に囲まれた狭所空間での安定飛行と気流の乱れの抑制を実現しています。

東急建設株式会社HPより引用

狭所空間でのドローンの操縦は、オペレーターが機体を目視しながら操縦することは難しく、機体に搭載したカメラからの映像をリアルタイムで見ながら遠隔操縦するため、高度な操縦技能が必要でした。
天井吸着型ドローンは、車輪駆動によって天井面を移動し、気流が判定知ることから、今までの期待よりも操縦が容易になるとともに、気流反転によって吹き降ろす風の流れが生成されないことから、ホコリなどが舞い上がらずに撮影映像の視認性が向上することが期待されています。

まとめ

狭所作業のマイクロドローンでの点検現場に立ち会ったことがありますが、バッテリー容量が足りないためスピード性が求められておりしっかりとした点検や記録を残すことが出来ておりませんでした。
飛行の方法や周辺機器類の技術革新で、今後ドローンの点検分野においても空のみならず地下や屋内での活用の幅も広がっています。
引き続き技術に注視して、ドローンを活用していきたいです！！

おわりに

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