■トピックス

無人航空機による消火活動支援の期待と課題
佐々木
東京大学未来ビジョン研究センター 特 任 教 授 鈴
木東京大学未来ビジョン研究センター 特任准教授

真一
二

市での土砂災害では、ドローンが有効に利用され消火活動におけるドローンへの期待た確認例もある [7]。現在、全国の消防署の59.4％

無人航空機（以下、ドローン）は、近年のロ(429署 ) がドローンを導入している [8]。これらのボティクス、センシング、XR、ネットワークと例は、災害が増加する背景において、災害時のドAI などの要素技術の統合によって人間能力の飛ローン対応に対する期待が高まっていることを示躍的拡張を支える技術群のひとつとしてより広いしている。さらに、国土交通省は、大規模自然災[1]

目的を達成させることに寄与している 。防災を害の初期対応において、無人航空機による現場の含む保全活動においてドローンを用いることの意

可視化とリアルタイム情報伝送の必要性を指摘し義は世界中で広く認識されており、特に消防活動ている [9]。2022年以降、日本では有人地帯での目においては市民による高い社会的需要が確認でき視外飛行 (BVLOS, Level 4) が可能となったことかる。北米市民を対象とした調査によれば、ドローら、災害時のドローン利用がさらに広がることがンの保全利用のなかでも消防及び救助活動のため期待されている。に用いる用途は最も高い支持を得ているとしている [2]。最近の連邦山火事管理技術法（The Federal
Wildﬁre Management Technology Act）の改正も背景にしつつ、特にオレゴン州、カリフォルニア州、ユーザヒアリングを通じた期待と課題の抽出

コロラド州での消防活動におけるドローンの使用

ドローン技術が提供するこのような消火活動にが進んでいる [3]。中には、自動的に火災現場に急対して、より具体的な期待と課題を抽出するべく行し初期対応を支援するシステムが実用化されて消防関係者に対してヒアリングを行った。専門家

いる [4]。

ヒアリング対象者は表１に示すとおりビル火災の我が国においてもすでに消防職員の98％がド専門家ならびに災害の専門家を選定した。ヒアリ

ローンの初期火災対応の有効性を認めた報告がングのテーマとしてドローンリモートの活用におあり、ドローンに対する高い期待が寄せられてけるニーズ / 課題、必要要件に関するものについいる [5]。ここ数年の例では、2020年に静岡県焼津てヒアリングを行った。前者のニーズ / 課題に関[6]

市で初めてのドローン部隊が設立された 。また、するヒアリングの結果について～の結果について

2023年１月には山口県岩国市で、山火事の状況を表２に示す。

把握するために赤外線カメラとスピーカーを装備

表２より、ドローンに対する期待として、隊員したドローンが展開された。2021年の静岡県熱海より素早く現地に到着し情報収集ができること、－34－

消防防災の科学表１

専門家ヒアリング概要

ヒアリング対象

消防庁広域応援室

消防庁消防研究センター

ヒアリング日時

2022年8月5日

2022年7月15日

ドローンリモート技術の活 ・隊員の出動前にドローンで先行把握できると有効な情報用におけるニーズと課題に ・火災現場および経路でのドローン飛行において考慮すべき環境条件
関するヒアリング質問項目 ・火災現場特有の環境（煙、熱 等）において有用なセンシング技術
・火災現場におけるドローンを用いた活用に対する現場の意識
・ドローン活用の課題
・音についての弊害
・消防以外の他組織との連携について
ドローンリモート技術の活 ・要求される飛行時間用における要求についての ・ドローンで分かるとよい情報。
ヒアリング質問項目
・デジタルツイン上であらゆる観点から見ること。
・現場での指揮系統の中での本技術の有効性。
・消防拠点からの距離。
・消防トレーニングでのドローンリモート技術の活用。
・デジタルツインによって得られる有用な情報。
・他のシステム（SIP4D：基盤的防災情報流通ネットワーク）などとの連携

表２

ヒアリング結果（ドローン技術の活用におけるニーズ / 課題について）

隊員の出動前に、ドローンでどのような情報が先行把握できると有用か。

ドローンで得られると考えられる情報としては、火災の場所（何階建て建物の何階で延焼中）、火炎の有無、煙の状況、色、周辺建物との距離、周辺住民等の避難状況、周辺の道路状況。
消防車より先に到着して情報把握できると良い。（要救助者など）。その際の問題は、部隊にその情報をどう伝えるかだが、現場にデジタル端末持たせるのは難しい。手軽、書き込めるなどの理由から現場は紙が良いという実情もある。

火災現場及びその経路でのドローン飛行において考慮すべき環境条件や想定課題。

環境条件は、火災による輻射熱。風速、風向。気象状況（降雨）等。課題としては、ドローンを飛行させる位置が上空の場合、それらの情報を得ることが難しいこと。
ビル群で / 人がいる中、安全を担保できるのかが課題。消防が事故を起こすことは NG。
最近ドローンが複数台飛ぶことが多い（報道、学会、個人等）ことに加えて有人機も飛ぶ。
それらとの衝突のリスクあり。航空管制必要。また、どこが音頭とるのかも課題。
大規模火災では、どこから煙が来ているか、水をどこから入れるか、要救助者がいるかどうかなどが把握できると良い。
現状は映像、画像での目視確認。山岳救助時に遭難者を探すためサーマル使っている様子
だが、サーマルでのセンシングは火災現場では難しい。周囲の延焼をサーマルで探すことをしたいという相談があったことはある。

火 災 現 場 特 有 の 環 境 遠赤外線カメラによる熱画像。危険物火災現場における、有毒ガスの発生状況。
（煙、熱 等）において 土砂災害では映像、画像を元に、災害前後の地図作成をやっている。地震計を活用してい有用なセンシング技術 る例は見たことある。にはどのようなものがあるか。
火災現場におけるドローンを用いた活用に関してどのように受け止められているか。

過去におこなった消防大学校の訓練生（隊長クラス）を主に対象とした調査では、火災現場におけるドローンの活用は好意的な結果が得られている [5]。大規模なら理解が得られやすいが、１軒の火災においては「まずは消火を優先するべき」と市民から見られることもある。

ドローン活用の課題は 現場ではドローン飛ばすための人が足りない（２～３人）というのが一番の課題。規模がどのような点があるか。大きい消防本部だとドローン部隊もちらほら現れてきているが、小さいところだとまだまだ少ない。大規模災害の際には、消防庁がドローン活用をしようとしており、政令指定都市であればドローン活用が始まりだしている。また、予算の９割は人件費と設備の維持費でありドローン運用の予算は課題。
音についての弊害はあ 小型ドローンで問題になったことはない。要救助者探索時におけるサイレントタイムを避るか。
ければ大丈夫だと思う。
消防以外の他組織（警 土砂災害の際は、１日１回意識合わせの会議をしていたが、地域に詳しい地元消防が音頭察、自衛隊等）との連 取ることが多い。その際、紙の地図を囲んで協議をする。デジタルも使えるが最終的には携は。
紙にした。
また、「現場に解釈させるな」とよく講演では言っている。現場ではどう解釈すべき情報なのかを明確にした情報でないと受け入れにくいかもしれない。
一方で、粗い状態でも有用なデジタル情報はある。熱海の土砂災害だと、家がどこまで流れたか、そこに人がいる可能性あるか（安全確認できているか）、それを踏まえどこをどのくらい掘るべきか、の判断が必要だった。

№153 2023（夏季）－35－地上からでは把握できない情報を取得することがた３機のマルチローター型ドローンを用い、高層できることに高い期待が寄せられていることがわ

ビルにおける火災状況をニアリアルタイムに３次かる。一方で、天候などの環境条件では安定した元モデルとして構築するものである。フォーメー飛行が困難であることが挙げられており、機体とションフライトによる運用を想定しており、自律してこの課題がクリアできたとしても、操縦者の分散制御によるスケーラブルなシステムを構築しスキルを向上させるための教育システムが整ってている。このようなシステムが実用化することで、いないといった制度上の課題が挙げられる。また、消防はもとより警備や点検といった広い用途にお現場においてはデジタルデータの活用について制いてドローンを通じたデジタルトランスフォー

度的にも技術的にも過渡期にあるがゆえ、現場とメーションが実現できる [10]。

しては期待あるものの、実際に運用に至るには乗り越えるべき課題が少なくない。

革新的ドローンリモート技術のシステムの実運用に際してどのような要件が必要となるかを検討するため、同様に表１に示す対象者に、ヒアリングを行った。その結果を表３に示す。

ユーザヒアリングを通じた要件の抽出

表３によって、革新的ドローンリモートシステ

1

我 々 は NEDO の 委 託 事 業 に よ り、 具 体 的 なムの運用には、適切な飛行時間と広範な情報収集

ドローンシステムの社会実装に向けた研究開発

能力、そしてデジタルツインを通じた情報共有と「AI・XR 活用による空のアバターを実現する『革解釈の能力について必要な要件を明らかにした。

新的ドローンリモート技術』の研究開発」を行っ

令和３年度において、消防・救急の現場到着所ている。図１に概念図を示す。具体的には、360

要時間は全国平均で約9.4分とされている [11]。実度カメラおよび LiDAR（レーザーによる画像検際に７分以内に現場に到着し、情報を収集するド出・測距 : Light Detection And Ranging) を搭載しローンシステムの実現が可能となれば、より多く

図１

1

革新的ドローンリモート技術の概念図

東京大学、産業技術総合研究所、EAMS ロボティクス、NTT ドコモ－36－

消防防災の科学表３

ドローン技術の活用における要求について

固定翼飛行の想定時間、マル 消防署から火災現場までの距離に依存するが一般的には７分程度。現場到着から消チコプターの飛行時間はどの 火活動の流れが区切れるわけではなく、通報があった時点から作戦を考え始める。
程度のものが必要か。
したがって消防車両の中ですべの火災現場情報を把握しておく必要がある（火災、煙、要救助者の有無など）。同時に車両内で酸素マスクなど装備の準備、情報収集、作戦検討を行う。７分後に情報が整った、では遅い。７分後までに消火活動の準備を整えすぐに開始できる必要がある。
どういう情報がドローンで分 火災現場によるが土砂災害だと上空からの情報は有効。大規模火災の場合に欲しいかるとよいか。上空からの画 のは建物の中の情報。煙が出ている場所がわかれば火災の位置は分かる。ビル火災
像情報など。
だと建物内の情報が必要。タブレットや HMD などで映像や画像は有効とは思うが、実現可能性と再現時間がポイント。3D 再現はほぼリアルタイム可能。７分後の到着時点で確認は可能な見込み。建物内の情報把握は消防でもこれまでいろいろ検討されてきているが難しいというのが現時点の結論。
現場指揮官が見える場所は限 有効と考えられる。
られるため、デジタルツイン上であらゆる観点から見ることは有効と考えるか。
現場での指揮系統の中での本技術の有効性は。刻一刻と変化する状況を、デジタルツイン上で指揮官が把握して、隊員に伝えることは有効か。

有効だろう。現場最先着がやるべきは３大危険情報の把握。人命危険（要救助者有無、要救助者に関する情報（人数、特徴、状況））、延焼危険（火炎噴出状況、隣接建物との距離、風向 / 風速 (ex 糸魚川火災 )）、活動危険（隊員に危害が及ぼしうる可燃性液体（タンク）、LPG ボンベ、獰猛な犬等）を把握すること。
そのために現場一巡する。一巡できない環境の場合ドローンが有効。ビル火災の場合、手振り要求がある場合、部隊配置の検討が必要。ハシゴ車をどこに置くか等。
要救助者がどこにいるのかわかると有効。

消防拠点からの距離は４～５ ５分以内であれば OK。固定翼機だと厳しいが、マルチコプターの離着陸も想定すkm くらいの想定で大丈夫か。 ると５分なので、成立する。
消防トレーニングでのドロー 大変有効。現場速報の訓練など（google マップ上の黒煙情報を見せて建物面積、延ンリモート技術の活用はでき 焼危険を推測する訓練等）。HMD 等でバーチャル上で再現し、判断・伝達を行う有ないか ?（デジタル空間上で 効なトレーニングが期待できる。
現場再現して訓練に活用）
ドローン＋デジタルツインに 被害状況の全容、建物の平面図や、立面図が考えられる。土砂災害、浸水災害の場
よって災害現場のどのような 合は地図画像などが挙げられる。
情報が把握できると有用か。
災害現場や作戦会議の場でどのような活用の仕方が考えられるか。想定される課題。
SIP4D（基盤的防災情報流通 大規模火災では、消火、救助は消防機関のみで対応することが通常であるため、考ネットワーク）との連携の可 えにくいのではないか。
能性はありえるか。の人命救助に資することが想定される。一方で、ドローンにおいては、最適な機体システムを構成

連続航続距離においては技術的な課題もある。現する必要がある。革新的ドローンリモート技術で在我が国で流通している市販のドローンでは30分

は、LiDAR カメラや360°カメラだけでなく環境や40分などの飛行時間が可能となるが、ペイローセンサーの搭載を想定しており、その要件を満たドや厳しい耐環境水準が求められる火災現場でのすことは更なる技術開発が求められる。

№153 2023（夏季）－37－また、人命危険、延焼危険、活動危険の３大危険のうち、特に革新的ドローンリモート技術では前者２つの早期発見にその強みを発揮する。現場到着直後の火点一巡はもとより、特に高層ビルの上層階での火災は上空からの要救助者発見に大きな期待が寄せられている。
また、こういったシステムの用途のなかで特に多くの期待が寄せられているのがトレーニング目的の活用である。ドローンの操縦スキルの向上はもちろんのこと、今回のドローンリモートシステ
ムは現場の３次元データを収集しデジタルツインを構築する。活動時以外でも、実際のデータを使うことであたかも現場にいるようなシミュレーションを行うことができるという点は大いに期待されていることがわかる。

最後にドローンの活用や社会実装を行うにあたっては、我が国では依然として制度的な課題が少なくなく、安全や騒音、プライバシー侵害などの社会受容性の課題も残る。防災・消火活動においても新しい技術を導入することには二次災害を避けるために慎重であるべきである。しかしながら本質的なその背景は、生じる社会的リスクや技術的リスクの双方を評価（assessment）する整備がいまだ不十分であることにあろう。欧州では、EASA（欧州航空安全機関）が SORA（Speciﬁc Operation RiskAssessment）[12] とよばれるリスクアセスメント手法を採用しているが、これは Speciﬁc カテゴリとよばれる特定飛行を前提とした際の運用時に想定される、システム全体のリスクを定性定量的に評価しようという試みである。防災領域においても、制度面における国際的なハーモナイゼーションが期待される。

［1］NEDO 人工知能活用による革新的リモート技術開発，https://www.nedo.go.jp/activities/ZZJP_100194.
html (accessed on 12 July 2023)［2］Markowitz, E. M., Nisbet, M. C., Danylchuk, A.
J., & Engelbourg, S. I. . (2017). What's that buzzing
noise? Public opinion on the use of drones forconservation science. BioScience, 67(4), 382-385.
［3］Hevarg. D (2020) Fireball-dropping drones andthe new technology helping fight fires. National
Geographic 19 OCT 2020［4］Reagan, P.B.J. Fotokite Launches Tethered
Drone System for Firefighters. 2019. Available
online: https://dronelife.com/2019/04/17/fotokitelaunches-tethered-drone-system-for-firefighters/(accessed on 20 January 2023)［5］清水幸平，新井場公徳，土志田正二，藤井皓介 . (2020). 火災現場における無人航空機を用いた情報収集方策に関する調査 . 消防研究所報告= Report of National Research Institute of Fire andDisaster, (128), 図巻頭 -1p.
［6］経済産業省 (2022). 自治体のドローン・自動配送ロボット等の利活用促進に向けた調査報告
ド ロ ー ン モ デ ル 自 治 体 https://www.meti.go.jp/
policy/mono_info_service/mono/robot/pdf/drone_report2.pdf (accessed on 20 January 2023)［7］土志田正二，& 清水幸平 . (2020). 土砂災害時の消防救助活動におけるドローンの活用とニーズ .
計測と制御，59(7), 465-470.
［8］消防庁 (2022). 消防防災分野におけるドローン活用の手引き https://www.fdma.go.jp/laws/tutatsu/
items/040331_drone.pdf (accessed on 20 January2023)［9］国土交通省 (2009). 大規模自然災害時の初動対応における装備・システムのあり方（提言）．
［10］佐々木一，榧野尊，寺村良寛，鈴木真二 (2023).
消防におけるドローンリモート技術の概念構想（ConOps）の構築と社会実装課題の抽出 . 次世代
移動体技術誌，4(4), 20-38.
［11］消防庁 (2022) 報道資料「令和３年版 救急・救 助 の 現 況 」 の 公 表，https://www.fdma.go.jp/pressrelease/houdou/items/211224_kyuuki_1.pdf(accessed on 12 July 2023)[12] JURAS, JARUS guidelines on Speciﬁc Operations
Risk Assessment (SORA), Joint Authorities for
Rulemaking of Unmanned Systems, JAR-DELWG6-D.04, JURAS, 2019, URL: http://jarus-rpas.
org/sites/jarus-rpas.org/files/jar_doc_06_jarus_sora_
v2.0.pdf (accessed on 21 July 2023)－38－

消防防災の科学謝辞

護・防災部防災課広域応援室の成田正樹様、山本

この成果は国立研究開発法人新エネル勝巳様、他皆様への感謝の意を表す。

ギ ー・ 産 業 技 術 総 合 開 発 機 構（NEDO） の 委
託 業 務（JPNP21004） の 結 果 得 ら れ た も の で あ注）本稿の一部は下記原著論文を再編したものでる。ConOps の検討は株式会社アイティアイディある。より詳細の情報は原著を確認いただきた（ITID）、株式会社電通国際情報サービス（ISID）、い。佐々木一，榧野尊，寺村良寛，秋本修，鈴イームズロボティクス株式会社、株式会社 NTT

木真二 (2023). 消防におけるドローンリモート

ドコモ、産業技術総合研究所とともに行われた議技術の概念構想（ConOps）の構築と社会実装論に基づくものである。またヒアリングに応じて課題の抽出 . 次世代移動体技術誌，4(4)，20-

いただいた、消防庁消防研究センター技術研究部

38.

地震等災害研究室の土志田正二様、消防庁国民保№153 2023（夏季）－39－