ドローンの安全を診る〜遠隔操縦〜

筑波大学

伊藤誠 Makoto Itoh

労働安全衛生総合研究所

岡部

1．はじめに教授

主任研究員

康平 Kohei Okabe

タに提供される情報は限定的にならざるを得ない。基本的に、得られるカメラ画像は一人ドローンに関して、いわゆるレベル4の飛称 画 像（First Person View：FPV） で あ り、

1）

行 の実現に向けて現在様々な取り組みが進

簡単に言えば、ドローンから見た視点のことめられている。レベル4の飛行とは、都市部で、この FPV を行うことで、操縦者はドローなどの有人エリアを、操作者や補助者の直接ンから見える景色を見ることができるように目視の確認なしにドローンを飛行させるものなる。画角も限定的であることから周辺の障であり、これまでは認められてこなかった方害物や他の飛行物体を視覚画像から認識する式である。しかし、物流などの分野において、のは容易ではない。もちろん、360度カメラ比較的長距離を飛行させることを考える場の画像をヘッドマウントディスプレイなどで合、レベル4の飛行は重要になってくる。

提示することによって視覚情報を強化するこ

レベル4の飛行は、必然的に遠隔操縦であとは可能である。また、リモートセンシングる。本稿では、とくにレベル4を想定した、技術の1つで、パルス状に発光するレーザ照ドローンの遠隔操縦にかかわる安全の問題に射に対する錯乱光を測定し、遠距離にある対ついて考察する。

象までの距離などを分析するライダーや、ソ2．レベル4飛行におけるオペレータの役割

ナーの情報を視覚化することによって周辺認識を支援することは可能である。しかし、そうした方式によって安全に飛行させることができるかどうかはまだ十分に立証されてはいドローンのレベル4の飛行を想定する場ない。

合、遠隔「操縦」といっても、文字どおりオたとえば、筆者らは、離着陸に着目して、ペレータが手動で操縦するとは限らない。直ヘッドマウントディスプレイで周辺環境のカ観的に明らかだが、レベル4のドローンの飛メラ画像を提供する方式について、シミュ行を完全手動で行うのはかなり困難であると

レータでの評価実験を行っている2）。図1に想定される。

示すように、ヘッドマウントディスプレイをレベル4の飛行に供されるドローンがどの用いた飛行シミュレーション実験では、VRような機能・性能を有することになるかはま

ゴーグルをかけた参加者には、ディスプレイだ完全には明確になっていないが、オペレー左にみえる FPV カメラ画像が提示される。
SE 210 March 2023 27

図1

ヘッドマウントディスプレイを用いた飛行シミュレーション実験

筆者らの実験では、周辺の状況を認識するのするオペレータの役割は自律飛行の監視だけにヘッドマウントディスプレイは効果的ででなく、緊急時の手動操作による安全確保なあったが、提示される映像が大きく動くことども想定されている。

による酔い（いわゆる VR 酔い）が発生する

しかし、遠隔での手動操縦が困難であるかケースが多く確認されている。十分に訓練さらこそ自律飛行が想定されるレベル4の飛行れたオペレータであれば酔いは起こらないとにおいて、緊急時にオペレータに求められるいうこともありうるが、習熟するまでの訓練真の役割はどのようなものだろうか。事故がを切り抜けることができるかも課題であり、発生したらオペレータが責任を負わないとい

360度カメラとヘッドマウントディスプレイ

けないとした場合に、その責任を果たすためを組み合わせればそれだけでうまくいくといに安全を確保するための手段や時間、リソー

う単純なものではない。

スがどの程度利用できるのだろうか。

また、そもそも、一人のオペレータが一機の遠隔操縦ドローンだけを取り扱うのでは、持続可能な事業としては成立しづらいとも考

3．人間中心のシステムデザ
イン

えられる。実際に、一人のオペレータで複数機を同時にコントロールする方式についても検討が進められている。

28

旅客機の分野では、自動化に伴う様々な問題への反省から、人間中心の自動化（human-したがって、レベル4の飛行を行うことをcentered automation）4）の考え方が早くから考えるならば、システムによる自律飛行が基確立されてきた。人間中心の自動化とは、人本となると考えておくべきであろう。

間（この場合パイロットのこと）が運航安全しかるに、レベル4の飛行をさせる場合、の最終的な責任を有することを大前提とし、一等無人航空機操縦士という資格を持ったオ

この責任を果たすための権限を人間が持つべペレータが運用するように航空法が改正されきであり、権限を全うするためのリソースをたところである。「無人航空機の飛行の安全適切にシステムが提供しようという考え方でに関する教則」3）によると、一等の資格を有ある。人間中心の自動化についての詳細は、

稲垣の著書 5）などを参照されたい。

べがない」のでは困るのである。ここにレベドローンのレベル4飛行においても、原則ル4飛行を行うドローンのむずかしさがある。

として、人間中心の自動化の考え方を適用す旅客機の場合、「自動制御系に不具合が生べきであると筆者らは考える。もちろん、旅じたとしても、いざとなったら、手遅れにな客機とドローンとでは、機体の特性や事故時らないうちに手動操縦の飛行に戻せばよい」の被害の大きさなどに顕著な差異があり、旅というのが一つの考え方である。もちろん、客機の人間中心の自動化の考え方をそのまま自動操縦の常時使用によるパイロットのスキ適用できるとは限らない。例えば、一人のオル低下の問題などはあるが、適切に訓練をペレータで複数機を同時に運航させるという行ったり、通常時のオペレーションにおいて業務形態もありうることから、人間（オペレー

手動操縦を時々行うなどによってスキルを維タ）がすべての機体の運航状況を常に把握し持する手立てはある。このようなことが可能続けることは困難でありうる。

なのは、旅客機は管制によって他の航空機やしかし、「いざというときに人間が責任を建物などとの間隔を十分確保されているほ負う必要があるのならば、その責任を全うでか、地上から数 km にも及ぶ高度を飛行するきるためのリソースを人間が適切に持つべきため墜落しそうになったとしても手動でなんである」という点では、旅客機でもドローンとか対処する余裕が残されていることが多いでも同一であるべきである。

からといえる。

4．システムと人間の役割

他方、レベル4飛行を行うドローンは、高度150 m 以下の低い領域でしか飛行が想定されておらず、建物などともごく近い領域を検討すべき問題の一つは、人間（オペレー飛行することが考えられ、異常事態が発生しタ）がどのような場面・状況で運航の判断やた場合にオペレータに与えられる余裕は少な操縦に直接介入する必要があるのかというこ

いとみておくべきである。異常時といってもとにある。
「責任は負わされるが、責任を全う機体の故障だけではなく、鳥の群れに遭遇すすべく介入しようと思っても、もはやなすするというような事態もある（図2）。重量物

図2

有人エリア飛行中に鳥の群れに遭遇するシーンのシミュレーション

SE 210 March 2023 29

を運搬中に鳥の群れに襲われたら回避が困難な考え方が「SF 思考」7）である。システムにな事態も十分起こりうる。

起こりうる異常や緊急事態を考える方法論としたがって、「何かあったらオペレータがしては、FMEA（Failure Mode and Effects

介入して安全を確保する」ということは、実Analysis） や、HAZOP 法（HAZard and OP-

はかなり困難なことであると想定される。そerability study）、STAMP/STPA な ど が 利 用

こで、安全確保の観点からは、オペレータに可能ではあるが、これらはいずれも、大まか頼ることなく、システムが自己完結して安全にでも一つシステムを特定し、その機能や実状態を達成する機能安全の仕組みを持つこと現法を具体的に想定しないと適用が困難であが必要であるように思われる。このことは、る。現在考察しているような、「レベル4飛自動車の自動運転を思い出させる考察であ行を行うドローン」という一般的な検討では、る。自動車のレベル3の自動運転の場合、自これらとは異なるアプローチをとることも有動制御が継続できないときには運転介入要請用ではないか。

（Request to intervene：RtI）を発出するが、筆者らは、東京大学五十嵐広希氏から SF

システムの安全上の要件として、RtI にドラ思考の考え方を紹介され、この考え方に基づイバが対応をしない場合には、システムが自いてドローンに起こりうる不具合を検討する律的に安全を確保する（いわゆるミニマル・ことに取り組み始めている。SF 思考とは、リスク・マヌーバー（MRM）を実行する）

ごく簡単には「未来の言葉やキャラクターかことが規定されている 6）。

ら、こうありたい社会を考え、バックキャス

では、レベル4飛行のドローンの場合、オトで新産業や、開発技術や制度を紐解いていペレータに求められる真の役割とは、いかなく方法」7）と説明されている。バックキャスる場面でいかなる対処をすることなのであろ

ティングを行うという意味では、関連する手うか。実はこの問いに対する答えは、まだ明法はほかにも見られる（たとえば文献8））が、確になっていないように筆者らは考えてい想像の翼を大きく羽ばたかせるという点で、る。この問いに答えるためには、システムがSF に明示的に言及するというアプローチはどれだけの安全確保の機能を有するかに依存興味深い。詳細は文献7）を参照されたい。

するが、他方どれだけの安全機能を持たせる筆者らのアプローチは、SF 的な思考によっかは人間にどこまで頼ることができるのかにて、人間とレベル4飛行を行うドローンの関も依存している。この問題は、「ニワトリと係を考え、そこにおいて求められる人間の役タマゴ」の構造をなしており、ドローンの機割を検討してみようというものである。手始体の技術開発の動向も踏まえつつ検討を進めめに、SF 映画を中心にドローンを取り扱ってていくことが重要であると考えている。

いるタイトルの内容を分析するということを5．SF 思考試みている。しかし、これまで筆者らの分析の結果では、ドローンに生じた不具合を人間が対応するというケースを扱ったタイトルはレベル4飛行のドローンにおいて、システ少ないことがわかってきた。こうした後ろ向

ムに実際にどのような不具合が発生し、オペきの分析ではなく、むしろ、SF を作り出す前レーターに介入を求めるべき場面がどのよう向きのアプローチも必要だと考えている。

なものであるか。
このことを検討するにあたり、一つの有用30

6．まとめレベル4飛行実現のための社会制度の枠組みはできつつある。将来的には、東京や大阪などの大都市、とくに歩行者が多数存在するエリアで重量物を積んでドローンが飛び交うという状況が現実になると見越し、人間の果たすべき役割を人間が適切に果たせるようにシステムがデザインされるようになることを望む。そのために、人間にどのようなリソースが提供されれば人間がどこまでを担当できるのか、そのうえでシステムデザインはどのようなものでなければならないかを明確にしていく必要がある。筆者らの見る限り、レベル4飛行においてこうした人間の問題を扱っている研究開発は少ないことから、今後ドローンにおけるヒューマンファクター研究の活性化が求められる。

謝辞
SF 思考のアイデアを提供いただいた、東京大学五十嵐広希氏に謝意を表します。また、
SF 映画を頑張って視聴してくれた、筑波大学孟成柱、涂念之、藤野光希、の各位、シミュ
レ ー タ の 改 善 に 尽 力 し て く れ た Raymond
Maxim 君に感謝します。

参考文献 1） 官民協議会：小型無人機の利活用と技術開発のロードマッ
プ，飛行レベルの整理，2016．http://www.kantei.go.jp/jp/singi/kogatamujinki/pdf/shiryou6.pdf2） 伊藤誠：産業用ドローンの安全性：現状と課題，ドローンの緊急操作の技能評価に向けて，Jitsu・Ten（実務 & 展望），ボイラ・クレーン安全協会，No. 329，24-27，2022.
3） 国土交通省：無人航空機の飛行の安全に関する教則，2022.
https://www.mlit.go.jp/koku/content/001520517.pdf
4） C. Billings：Aviation Automation：The Search for A Human-centered Approach, LEA, 1996.
5） 稲垣敏之：人と機械の共生のデザイン，朝倉書店，2012.
6） 国土交通省自動車局：自動運転車の安全技術ガイドライン ,2018．https://www.mlit.go.jp/common/001253665.pdf
7） 藤本敦也，宮本道人，関根秀貢（編著）：SF 思考、ダイヤモンド社 , 2021.
8） 渡邉英徳：第5部：「新しい本」のつくりかた〜ボトムアッ
プとバックキャスティング〜，デジタルアーカイブ学会誌，
6（3），138-142，2022.

いとうまこと

筑波大学助手、電気通信大学助手、筑波大学講師、准教授を経て、2013年より筑波大学システム情報系教授、現在に至る。
自動化システムに対するヒューマンファクターの研究などに従事。
博士（工学）。
おかべこうへい 

2004年産業技術総合研究所、2006年東京大学 IRT 研究機構を経て、2010年から労 働安全衛生総合研究所、現在に至る。
次世代型産業機械の安全設計・安全管理の研究に従事。情報学博士。

SE 210 March 2023 31