ドローンアーキテクチャ検討委員会
第一回検討会2020年12月9日
独立行政法人情報処理推進機構（IPA）
デジタルアーキテクチャ・デザインセンター（DADC）

アーキテクチャ検討の狙い

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Society5.0とはサイバー空間（バーチャル）とフィジカル空間（現実世界）を高度に融合させたシステムにより、経済発展と社会的課題の解決を両立する、人間中心の社会
CPS = サイバーとフィジカルが融合したシステム

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人を中心としたCPSにより社会全体の構造が変わる
協調領域と競争領域というコンセプトを設けて、デジタル社会共通のプラットフォームを考え、新たなビジネス構造を作り上げているケースも

企業は人の状況をデータから把握し最適な接点で提案

サイバー空間

サービス
サービス

サービス

サービス

その人の状況をデータで取得

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サービス
状況にあわせたサービス提案

4異なるシステムが繋がる「System of Systems」を意識する必要性
管理者の異なるシステムがサイバー空間繋がった System of Systems
新たなサービス
想定していないシステムの接続

新たなサービス

新たなサービス

自由な競争の阻害の可能性

更改された
サービス
サービス

サービス

トラブル発生リスクの高まり
データ

影響範囲の拡大

新たなサービス

データサービス
責任所在が不明確
データ

現実世界への甚大な影響

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参考：Society5.0に向けたアーキテクチャの例
アーキテクチャの定義（出典 ISO/IEC/IEEE 42010-2010）
その環境下におかれたシステムの基本的なコンセプトや特性であり、要素と要素間の関係性に具現化され、その設計や進化の原則となるもの⇒全体がどのように⽬的を実現するかの基本的なコンセプト（実現の⽅向性）やシステム特性。（ビッグピクチャ、目的実現の仕組み）

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産業競争力懇親会（COCN）資料より
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アーキテクチャ検討のプロセスCopyright © 2020 Information-technology Promotion Agency, Japan（IPA）

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自律移動ロボットWGのミッション• 今年度は３つのワーキンググループを立ち上げてアーキテクティングを開始
多様な連携を安全安心な形で実現するためのガバナンスアーキテクチャ

サイバー・フィジカルの連携に信頼性・効率性を確保する

社会インフラのアーキテクチャ
分野を超えたサービスの相互運用性を高めるアーキテクチャ「スマート安全」分野

まずはプラント保安を例に、繋がるシステムの安心安全や日本の強みを活かすガバナンスを検討「自律移動ロボット」分野

まずはドローンを例に、自律移動ロボットが適切に活用できるインフラを検討「MaaS」分野

地域の移動を例に、持続可能なサービス実現にむけてこれまでの業・プラットフォームに捕らわれない仕組を検討

サイバーとフィジカルの連携によって、自律移動ロボットが信頼性と効率性を確保し、Society5.0が目指す世界観の実現に向けた社会インフラのアーキテクチャを構築
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自律移動ロボットの社会インフラアーキテクチャとは？
多数で多種多様な自律移動ロボットが活躍できる社会の実現に向け、社会的受容性を確保し、安心感と利便性が得られる社会インフラのアーキテクチャを設計⇒本検討会では自律移動ロボットの中でドローンを題材に検討を実施
自律移動ロボット
自律移動ロボットの状況可視化

自律移動ロボット
によるサービス運用

運行情報の提供
地図
気象
電波
密度

自律移動ロボットの事業者による運行管理
自律移動ロボットの公的な運行管理

サービス提供データ提供

自律移動ロボット
によるサービスを受ける社会

自律移動ロボットのための法・規律・ガイドライン
自律移動ロボットの社会インフラアーキテクチャの構成要素と社会とのインタラクション
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検討体制
産業界・研究機関・有識者・関係省庁・海外等と連携し、調査、アーキテクチャ設計・検証
海外の関係機関と協調し、グローバルの相互運用性に寄与① 各国のドローン施策の比較調査と、社会的受容性(安心・安全)と産業振興の在り方の検討②③

ドローンの産業振興策・ガバナンスのあり方などを関係省庁／自治体へインプット
ドローンの検討結果を自律移動ロボット全体に展開

産業界・業界団体
運航事業者（物流、点検、農業…)
運行管理事業者 運航支援事業者
機体メーカー 部品メーカー
監視システムベンダー 通信事業者
ドローンスクール 保険会社
JUIDA JUAV JUTM など

研究機関
AIST NICT JAXA NEDO
大学 企業 など

有識者・関連産業

法律家 有人航空機産業
自動運転車産業 サービスロボット産業

社会実装
支援

Society5.0の実現に向けたデジタル市場基盤整備会議（産業界・アカデミア・関係省庁）

アーキテクチャ設計のテーマ選定、政策課題の特定、方針決定、利害調整

関係省庁／自治体
社会実装の実現

海外関係機関

研究開発

情報提供・
助言

内閣官房 国土交通省 総務省
警察庁 防衛省 経済産業省
都道府県 市区町村 など

航空機関

DADC
自律移動ロボWG

国際協調

ICAO
FAA
EASA

標準化団体

ASTM
ISO/IEC
IETF

アーキテクチャ設計、調査・検証

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DADCの検討アプローチ• Society5.0を前提とする：CPS（サイバーフィジカルシステム）の観点• 実空間とサイバー空間が協調する新たなデジタル市場基盤を対象とする• 産業全体を俯瞰的に捉える：産業アーキテクチャの観点• 構成要素を独立したシステムとして捉え、System of Systems (SoS) の観点から構造全体を見通す• 技術的な観点、産業振興の観点、ガバナンス（全体に通じる共通の方針・方略）の観点を合わせ、社会実装に繋げる

技術

産業振興

ガバナンス

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アーキテクチャ設計の全体プロセス
Phase1
ドローン産業の将来像・論点の認識合わせ’20/12/9

第1回検討会①産業アーキテクチャ設計のプロセスの論点の確認②ドローン産業が目指す
・将来像：2030年以後・拡大期：2025年前後の認識合わせ

Phase2産業アーキテクチャの要求定義

Phase3
要求定義に基づくアーキテクチャ設計

Phase４
産業アーキテクチャの社会実装’21/2 予定

第2回検討会
第1回検討会の意見を踏まえたの論点の具体化

将来像（2030年以後）に向けたアーキテクチャの設計
拡大期（2025年前後）におけるアーキテクチャの設計Copyright © 2020 Information-technology Promotion Agency, Japan（IPA）

アーキテクチャの社会実装に向けた実証• 組織の整備• ガバナンスの整備• ビジネス開発• 技術開発• 海外展開12

ドローンアーキテクチャの検討の進め方
設計のインプット

諸外国・地域の取り組み・事例
国内関係省庁の取り組み・事例
事業者ヒアリング
他事業の取り組み・事例

現状と課題の整理

アーキテクチャ設計

産業構造（協調・競争）アーキテクチャ設計

ビジネスモデルトップダウンアプローチ（ライフサイクル・ユースケース）

アーキテクチャ設計プロセスに基づくトップダウンアプローチとヒアリング・情報収集を軸とするボトムアップアプローチを並行して進める
要求定義

アーキテクチャ設計

技術（機体・運用・サービス）• ドローンの社会実装に向けた危険源・危険事象の特定• キーコンセプト設計

社会的受容性の確立（安心・安全）• 社会的受容性確立に向けたリスク分析• 発生確率• 被害甚大度

ルール・ガバナンス（慣例・振興策）

ボトムアップアプローチ• リスク低減のための対策の設計•サイバー•フィジカル•ガバナンス

Copyright © 2020 Information-technology Promotion Agency, Japan（IPA）• アーキテクチャ全体像の分析•ステークホルダ•システム•ライフサイクル• 社会実装アプローチの設計• ガバナンス• ビジネス• 技術13

自律移動ロボット（ドローン）のアーキテクチャの仮説
戦略・政策

自律移動体による便利で安心安全な社会の実現（分野個別）

ルール

空間利用ルール

組織

監督省庁・自治体・地権者など

ビジネス

移動体

機能

データ

調整機能

移動体
管理

管理機能

運用承認

ビジネス連携協議会

業種別グループ

計画データ

移動体データ

運用者データ

支援ビジネス周辺ビジネス

横断ビジネス

運用機能

支援機能

補償機能

業種A

監視機能

機能

etc...

etc...

業種別機能

収集機能

運用者

状態データ

気象データ

etc...

地上気象センサー

etc...

業種別データ？
安全・安心機能？

運用ログデータ

運用データ
移動体

測位データ

安全運用連絡会etc.

運用ビジネス

地図データ

データ連携
アセット

空間利用

運用計画

社会的受容性に向けたガイドライン

移動体運用ルール

etc...

測位センサー

移動体内センサー

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ドローン運用の機能分析①
国内外で議論されている産業振興に関わる機能の整理を実施。
※FAA Conops、EU CORUS、UK CAP、日本の関連法案を参考にした。
自律移動ロボット産業を振興させる
飛ばす回数を増やす
飛ばせる場所を増やす

審査を効率化する
飛行計画
審査の効率化Level4の飛行 捜索、救助等が可能であるこ を行う（飛行とを明言する 禁止区域の制（航空法第限を適用しな132条の二の い）（航空法2）第132条の三）

機体審査の効率化

事業者を増やすパイロットを増やす
講習会などラ ライセンス種
イセンス取得 別・機体種の機会の増大 別等、裾野拡大

事業を効率化する
インセン
ティブの増大事業開始
時の住民説明の効率化

過不足のない安全基準の適用事業者のリスクを軽減する事業できる範囲を拡大する

高性能な機体の安い調達

複数の事業者 申請件数増加 民間の講 ライセンス レベル3まで
レベル4以
機体の仕様や 将来の技術進の機体が高密 を見据え、飛 習会など 認可の規 のパイロット
降における運航形態等の 展を見据え、度で飛行、都 行毎の機体のを活用 模を拡大 資格拡大
パイロットのリスクに応じた 新たな技術の市部含む飛行 性能検査を簡資格創設
安全対策（制 柔軟な活用を実現する素化する（制度設計の基本 （制度設計の（制度設計の 度設計の基本方針
基本方針
基本方針
方針P17）
P5,P17）
P5,P17）
P31）
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機体の性能基準の国際的な標準化

機微情報漏洩等の防止（制度設計の基本方針
P38）

飛ばせる種類を増
やす＝新たなサービスの育成

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ドローン運用の機能分析②
国内外で議論されている社会受容性（心理的）に関わる機能の整理を実施。
※FAA Conops、EU CORUS、UK CAP、日本の関連法案を参考にした。

社会受容性の確立
心理的な被害へ対応する
公共の社会に対する心配事を無くす
飛行することが危険と思われるのを避ける

犯罪やテロの防止

ドローンによる攻撃を妨害する

市民から見て飛ぶべきではない場所を機体が飛ばない国政の中枢、良好な国際関係、国の防衛、公共の安全を確保する(重要施設の周辺の上空における小型無人機等の飛行に関する法律）

市民の集まる場所の安全を確保する（公園、文化財、等）の安全のため（都道府県令など）

個人に対する心配事を無くす
個人に対する財産の侵害へ対応する
市民に対して不審な機体でないことを示す

登録により、墜落・所在不明
時に所有者を把握する（制度設計基本方
針P6）

個人に対する土地所有権の侵害防止する（制度設計の基本方針
P39）

平穏生活権の侵害（騒音・振動・悪臭）に対する心配事を無くす
騒音を避ける(制度設計の基本方針
P40)

個人の（人格権の侵害）へ対応する名誉毀損・プライバシー侵害（自分自身に対する心配事）に対する心配事を無くす

飛行により他人に迷惑（高調音など）を及ぼさないようにする（航空法132条の二）Copyright © 2020 Information-technology Promotion Agency, Japan（IPA）

氏名・肖像侵害（不法な公開）に対する心配事を無くす

プライバシーを保護する(制度設計の基本方針P36)

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ドローン運用の機能分析③
国内外で議論されている社会受容性（物理的）に関わる機能の整理を実施。
※FAA Conops、EU CORUS、UK CAP、日本の関連法案を参考にした。
社会受容性の確立
物理的な被害へ対応する事故自体が起きないようにする
安全のための制度を浸透させる事故が起きた時に対処する
事故回避

運用によって安全を確保する
ライセンスに 懲役・罰金よりにより法 によりにより令順守の強 法令順守の制力を持た 強制力を持せる(制度設 たせる(航空計の基本方 法 第157針P25)
条の六)

操縦者の技能を確保する（制度設計の基本方針
P27）

地上の人又は 航空機や他の 地上の人又物件の安全、 無人航空機等 は物件の安航空機の航行 を監視すること 全を禁止空の安全を飛行 により、安全な 域を設定す方法により確 距離を確保することにより保する（航空 る（制度設計確保する
法第132条のの基本方針（航空法第二）P27）132条）

再発を防止する

事故に迅速に対 事故被害者を救応する
済する

機体によって安全を確保する
空港等及 航空機の航び空港保 行の安全を
安施設の 禁止空域を機能を確 設定すること保するにより確保す（航空法 る（航空法47条） 第132条）

操縦しやすいコントローラー、衝突しても安全な機体の開発、および、安全な機体の評
価項目・方法使用者・製造 機体の制者に対して報 御乗っ取り告を求めることの防止
で、法律の施 （制度設行を確保する 計の基本
（航空法第方針134条）
P38）

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登録により、 賠償資力安全上必要 を確保すな措置を講じ る（制度させる(航空設計の基法第131条の五、制度設 本方針
P34）
計基本方針
P6)

賠償責任を負う者を特定する（制度設計の基本方針
P34））
17

機能分析のまとめ
ボトムアップ的にドローン運用に関わる国内外での議論や海外で運用されている制度などの機能を分析し整理した。
産業の振興

社会受容性の確立

物理的被害への対応
制度浸透

事故回避

心理的被害への対応

利用頻度増

事業者増

再発防止 事故対処 公共的 個人的運用 機体
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アーキテクチャ検討の進め方で議論したいこと• アーキテクチャの検討プロセスについて認識合わせ。
• 検討の切り口について「社会的受容性の確立」「産業の振興」など論点に関する意見交換。

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ドローンの将来像と実現ステップ

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ドローンの将来像
物流点検

農業

運航管理

全国で様々なサービスを提供するドローンが飛び交う世界の実現を目指す※DRONE FUND 提供資料
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ドローンの将来像 目指す世界
ドローンが日本全国（都市部含む）で多数飛び交い、物流・警備・点検など様々な用途で活躍し、人々の生活の利便性が維持・向上される世界を実現する。
将来像の認識を合わせ、トップダウンでアーキテクチャを検討する。
大分類

目指す世界の前提（想定）

社会的受容性

産業振興

構成要素

現状
（2020年~2022年）

拡大期（2025年前後）

Society5.0の世界（2030年以後）

飛行する地域

過疎地

過疎地＋地方都市

過疎地＋地方都市＋大都市

飛行する空域

承認をうけた飛行経路、エリアコリドーなど比較的安全な限定されたエリアの飛行

第三者上空の自由な飛行※高度150m以下想定

空域の共有

空域を分離
空港周辺等では個別の許諾

空港周辺など低高度を飛行する有人機との空域共有

低高度を飛行する空飛ぶクルマとの空域共有

ドローンの飛行密度

低密度

中密度

★セーフティ

安全性の確保⇒★セキュリティ

セキュリティの確保⇒

セキュリティが担保がされる★プライバシープライバシー情報の漏えい防止⇒

プライバシーが保護される

産業戦略

実証

事業成立

日本全国、海外展開

ドローンサービス

過疎地域での物流
農業、点検、測量※管理された空域での飛行

⇒

都市部物流
広域の警備、巡視、点検※第三者上空、目視外、自律飛行

周辺サービススクール、保険、機体整備⇒⇒

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高密度（1平方km1時間100フライト想定）

安全性が担保される

耐空性確保、被害軽減、高密度運航管理22

「拡大期（ 2025年ごろ ）」のレベル4の運用イメージ
有人機空飛ぶクルマ

人・地物の密度・重要度による管理

無人航空機

モバイル通信網の上空利用

時間による空域管理
無人航空機

運航補助情報高度による空層管理

機体・運航情報の取得・表示・提示

ピンポイント着陸

離着陸場

RemoteID
RemoteID

一般市民
退避可能箇所

飛行可能地域

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飛行禁止地域23

「拡大期（2025年ごろ）」に必要な機能イメージ
ドローンの社会実装の拡大期を想定した構成要素を整理。
2030年以後の将来のアーキテクチャ検討を踏まえ途中段階の拡大期を設計する必要あり。
有人機

データ連携・運航管理

認証・共有機能機体

モバイル通信網の上空利用

補助
情報提供

時間による空域分離
無人航空機(気象・地図など）

運航管理機能が地域やサービスごとに実装
ドローン
事業者

事業者機能
A

運航管理機能
A
事業者機能
B

無人航空機

ISMバンドによるデータ転送
モバイル通信網

サービス例
過疎地物流
点検測量
農業
空撮

RemoteID（放送型）
機体・運航情報の取得・表示・提示事業者機能C

ピンポイント着陸

一般市民
RPIC（Remote Pilot in Command)

Cyber Space

高度による空層分離

操縦者・機体の管理
飛行の許認可飛行計画の共有サービス

高度による空域分離

無人航空機に設定された地域

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Physical Space

離着陸場

インフラ
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「Society5.0（2030年以後）」の運用イメージ
有人機

空飛ぶクルマ

人・地物の密度・重要度による管理

共同航路の予約による経路分離

共同航路
無人航空機

モバイル通信網の上空利用

時間による空域管理

無人航空機
高度による空層管理

機体・運航情報の取得・表示・提示

空飛ぶクルマ

運航補助情報ピンポイント着陸

離着陸場

RemoteID
RemoteID

一般市民
退避可能箇所

飛行可能地域

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飛行禁止地域
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「Society5.0（2030年以後）」に必要な機能イメージ
日本全国（大都市含む）において高密度でドローンが飛び交う世界の実現に向け、データ連携・機体・インフラ・運航管理の技術向上、組織やガバナンスが整備。
有人機

データ連携・運航管理

認証・共有・承認機能

運航管理
機能
A
ドローン
事業者

運航管理
機能
B
事業者機能
A

運航管理機能
C
事業者機能
B

事業者機能
C

無人航空機

航路による経路分離
ISMバンドによるデータ転送

モバイル通信網

RemoteID（放送型・NW型）
機体・運航情報の取得・表示・提示

退避可能箇所
RPIC（Remote Pilot in Command)

Cyber Space

時間による空域分離
無人航空機(気象・地図など）

運航管理
機能
D

機体

モバイル通信網の上空利用

補助
情報提供

サービス

高度による空層分離

調整機能

有人航空機向け
情報共有機能空飛ぶクルマ

飛行情報のリアルタイム共有

ピンポイント着陸

一般市民
無人航空機に設定された地域

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サービス例
都市部物流
広域警備
広域点検
広域農業
空撮

Physical Space

離着陸場

インフラ26将来における各機能のイメージ①
様々な分野でドローンが活用されたサービスが提供される。
大分類

小分類

Step3（Society5.0の世界）

運用

運用主体

自動飛行（基本的に運用・管理システム、緊急時に人が介入）：共通航路を含む事前計画と動態管理による運用
手動飛行（人）：空撮や点検などのユースケースで特に人の目で逐次確認したい場合の運用

飛行空域

飛行目的や用途ごとに設定
目視外飛行ガイドラインの洗練化による都市部Lv4・第三者上空飛行の実施

物流

軽荷物の配送から活用され、ニーズと条件が揃えば宅配にも適用

点検

道路、河川、送電線など広範囲および危険を伴う高所、プラントなどのピンポイントの点検で活用

測量

基本測量、公共測量を含む測量全般、特に広範囲を対象とする測量、土地家屋調査などでも積極的に活用

警備

施設内の警備に加え、広域の警備に活用

災害調査

被災現場上空でドクターヘリほかの有人航空機と同時に安全に活用

農業・林業

圃場ごとの農薬散布、育成状況の把握に加え、広域の農場管理に活用

空撮

現状と同様に各種コンテンツに空撮映像が利用

有人ドローン / 空飛ぶクルマ

人を運搬するパッセンジャードローンや空飛ぶクルマなどが、ドローンと同じ低高度空域を共用

機体整備

機体の安全性を維持する保守整備（定期点検などの整備）、機体の状態評価手法

保険

事故で被害に遭われた方に対する被害補償のための賠償責任保険

人材育成

操縦技能・安全運行管理に加え、自動飛行、複数機体、遠隔管理、用途ごとの知識・技能を持つ人材を育成

サービス

周辺サービス

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将来における各機能のイメージ②
データ連携技術の向上、連携のためのガバナンス整備により目指す世界を実現
大分類

構成要素

Step3（Society5.0の世界）

データ連携

システム間連携基盤

低高度を飛行する無人航空機、有人航空機・空飛ぶクルマの各管理システムの情報連携

機体登録情報機体の型式、諸元、所有者などの情報を管理、機体識別に利用

機体保守情報飛行記録、保守履歴など機体の経時変化情報を管理、保守管理に利用

操縦者情報

操縦者情報に加え、用途に応じて習得した技能と知識に対して発行されるライセンス情報を管理

事業者情報

申請し認可を受けた事業者の情報を管理

飛行計画管理事業者または操縦者から届け出があった飛行計画情報を管理
地図情報、気象情報、飛行禁止空域情報などの補助情報を提供し、飛行計画策定を補助
共通航路の利用や一部要件を満たす航路の飛行について審査規準を緩和入力された飛行計画に対する重複した空域利用がないように調整

動態情報管理モバイル網などを経由して位置情報を収集
複数のUSSで飛行計画情報を共有し、全国で運用されているドローンの動態を管理
登録情報検索、申請された計画情報と実飛行情報の比較・確認が可能
データ連携による動態監視・動的通知を前提とした自動的な危険回避を実現

気象情報管理気象情報の予報精度向上、観測・予測ポイントの高精細化がされ、日本全国の気象情報を提供
ドローンが観測した気象情報の管理

地図情報管理日本全国の三次元地図情報を管理・提供
ドローンが計測した地形情報を元に地図情報を更新

電波状況管理モバイル網の電波状況を管理、電波環境が良好な空域を優先的に活用

有人機情報共有

有人航空機の飛行計画および動態情報を共有

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将来における各機能のイメージ③
ドローン機体（部品）の技術向上、インフラ整備により目指す世界を実現
大分類

構成要素

Step3（Society5.0の世界）

機体

タイプ・性能マルチロータ、シングルロータ、VTOL、固定翼等が混在、長距離飛行、重量物の搭載・飛行が可能

機体開発・試験

ホビー用、教育用、研究用、事業用など用途に応じたルールが整備

動力源

既存の電池に加え、ガソリンなどの燃料、ハイブリッド化など多様化
安全かつ高エネルギー密度の次世代電池による飛躍的な性能向上

フライトコントロー
ラー

省電力・高性能コントローラの出現
機体に搭載された多くのセンサから得たデータをリアルタイム処理し、制御精度を向上

モータ

高出力・高効率モータの出現、可搬重量増大、長距離飛行が可能

センサ

センサの小型化、高精度、高精細化、高精度測位技術を活用した位置制御、高精度着陸が可能

衝突回避

高度なデータ連携により周辺を飛行するドローン、航空機の認識と接近を検知および回避
機体に搭載されたセンサによる、データ連携できない鳥などの飛行物体の検知および回避

被害軽減装置

落下時に衝突の衝撃を和らげるパラシュート、エアバッグによる地上安全の確保

部品

ドローンに利用できる部品の認証制度が整備され、信頼性のある部品によりドローンが製造

ドローン航路

河川、送電線、道路などの上空にドローンの航路が整備

滑走路

固定翼タイプ向けの滑走路（数十〜数百ｍ）が整備

離着陸施設

過疎地域の遊休地や、都市部のビル・集合住宅の屋上、商業施設、公共施設などから離着陸場を整備
離着陸可能な設備の位置情報、着陸方法、機体サイズなどに加えて可用性を示す状態情報を管理・共有
物流分野で、目的地で着陸できない場合、着陸を伴わない受渡（ウインチ等）を選択

通信

モバイル網の上空利用が進み、広域運用が可能、動態情報（テレメトリ）とRemoteID情報が共用
用途に応じてIのSMバンドや自律移動ロボット用周波数の電波利用の棲み分けが進む

インフラ

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ドローンの将来像について議論したいこと• ドローン産業が目指す将来像（2030年以後）の認識合わせ。
• 将来に向けた拡大期（2025年前後）の認識合わせ。
＜切り口＞• サービス（物流、点検、測量、、、）• 周辺サービス（保険、人材育成、機体整備）• 運用• データ連携（飛行計画、動態情報、地図情報、気象情報、電波情報、有人機情報）• 機体• インフラ（共同航路、ポート、通信）• この検討会で今後議論すべき設計プロセス・構成要素・機能運用に関する論点について。
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31