ボックス型ドローンは、自律型無人航空機(UAV)技術の新たな形態であり、ドローンが自己完結型の着陸用「ボックス」から展開し、再びそこに戻ってくる仕組みを採用している。
従来のドローン(UAV)は、無人航空機と地上管制装置の両方で構成されています。一方、ドローン・イン・ア・ボックス・システムは、着陸パッドと充電ベースを兼ねる箱から自律的に展開します。事前にプログラムされた一連の指示を実行した後、充電や情報アップロードのために「基地」に戻ります。
スタンドアロンのドローン・イン・ア・ボックス・システムは、主に次の3つのコンポーネントで構成されています。[ 1 ]ドローンを充電および保護する地上ステーション、ドローン本体、およびオペレーターが複数のドローンを含むシステムとやり取りできるようにするコンピュータ管理システム。地上ステーションはバッテリー充電と健康チェックも行い、金属またはカーボンファイバーで作ることができます。[ 2 ] [ 3 ]
地上国家が関与するドローン・イン・ア・ボックス技術の最初の試みは、1968年に米空軍が空軍保安部隊によるコンパス・ドウェル[ 4 ]と呼ばれる高高度SIGINTプロジェクトを使用したことだった。
AFSSは、コンバット・ドーン計画で直面していた2つの問題、すなわち高コストな無人航空機の開発費用と高コストな運用・維持費用を解決したいと考えていた。
コンパス・ドウェルは、オプションで有人操縦が可能で、分解して空軍のC-141スターリフター輸送機に積み込めるように設計されており、従来のヘリコプター回収方法に内在する展開上の問題を解決しようとする試みであった。
この技術は、アメリカ本土が地球上のあらゆる場所に対応するための重要な手段であり、国の兵器システムを強化するものであった。
結局、コンパス・ドウェルは、外国の空域管制の制限と、空軍が思い描く未来的な無人機という概念に反するプロペラ設計のために、普及には至らなかった。このプロジェクトは、採用候補というよりは、むしろ実験的な段階にあったと言えるだろう。
自動商用ドローンであるAiroboticsは、2017年にパイロットなしで完全自動ドローンを飛行させる許可を世界で初めて取得し、目視外飛行(BVLOS)商用ドローン運用を可能にした。[ 5 ]自動ドローンによる最初の飛行は、2017年にIntelでAiroboticsの完全自動ドローンシステムによって行われた。[ 6 ]
2018年、イタリアに拠点を置く多国籍企業で電力とガスの製造・販売会社であるEnel [ 7 ]は、同社のTorrevaldaliga Nord発電所施設で24時間体制の運用を行うための自律型ドローン・イン・ボックス・システム[ 8 ]の産業展開を完了しました。
2020年12月、米国空軍は、第60航空機動航空団、第60警備飛行隊が、自律型ドローンの商用プロバイダーと協力して、米国空軍(USAF)施設向けに初の自動化されたドローン・イン・ア・ボックス監視および周辺警備システムを開発・配備したと発表した[ 9 ]。
2023年9月、Airoboticsは、箱入りのOptimus-1EXドローンで、世界で初めて連邦航空局から耐空性型式証明を取得した企業となった。 [ 10 ]
ドローン・イン・ア・ボックス・システムの実際の展開では、従来のパトロール部隊と比較して緊急対応時間が大幅に短縮されることが実証されています。ドバイ警察は、中央集権型のドローン運用プラットフォームを通じて、平均応答時間を2分半未満に抑え、地上部隊よりも50%以上速くしています。自律型ドローンステーションのネットワークが24時間体制で都市をカバーし、25人以上のオペレーターが単一のインターフェースから任務を調整しています。[ 11 ] このプログラムは、監視、交通管理、群衆監視など、幅広い公共安全機能をサポートしており、大規模なDFR実装のベンチマークモデルとして挙げられています。主要な公共イベントでは、ドローン・イン・ア・ボックス・システムがセキュリティ運用にも使用されています。マルメで 開催されたユーロビジョン・ソング・コンテスト2024では、スウェーデン当局が警察ドローンを固定カメラシステムと統合し、複数のイベントゾーンにわたるリアルタイムの状況認識を提供しました。これは、スウェーデン史上最大規模のセキュリティ作戦の1つです。[ 12 ] これらの展開は、法執行機関が日常業務と注目度の高いセキュリティイベントの両方において、拡張可能で迅速な対応ツールとして自律型ドローンインフラストラクチャの採用を拡大していることを反映している。
ドローン・イン・ア・ボックス(DIAB)プラットフォームは、露天掘り鉱山やその他の地表鉱山で、鉱石の貯蔵量測定、採掘場や運搬路の測量、尾鉱ダムやパイプラインの点検、爆破区域のクリアランス、周辺警備、緊急対応といった、日常的かつ高頻度な空中作業を自動化するために採用されている。主要なOEMメーカーは、この技術によって作業員を危険区域から遠ざけながら、従来の有人飛行よりも低コストでより一貫性のあるデータを提供できると宣伝している。
初期の大規模展開には、ペルーのアングロ・アメリカンのケジャベコ銅鉱山が含まれており、そこではDJI搭載システムが現場パイロットなしで定期的なインフラ点検を実施している。[ 13 ]西オーストラリアでは、RocketDNAが2024年後半にリオ・ティントのグダイ・ダリ鉄鉱山でSurveyBot(DJI-DockベースのDIAB)の試験運用を開始した。このユニットはStarlinkリンクを介して1日に数回、事前にプログラムされたミッションを飛行し、画像をクラウド写真測量ソフトウェアにアップロードして体積および地質工学レポートを作成する。[ 14 ] [ 15 ] RocketDNAは、DIABフリートが運用開始から1年で8,000回以上の自律飛行を記録したと報告している。これは、ドック1つあたり月150~200回の飛行に相当し、離陸、着陸、充電が完全に自動化されている場合に可能な高い利用率を示している。[ 16 ]
2021年、NASAはパーセベランス探査車にインジェニュイティ無人機を取り付け、火星に派遣した。インジェニュイティ無人機は2021年4月19日に放出され、初飛行を完了した。太陽系初の移動式無人機基地を運用することで、NASAは探査車単体では不可能な、はるかに広い範囲を調査できるようになった。
ドローン・イン・ア・ボックス・システムは、人間が主導する通信、補給、攻撃任務よりも安価で危険性の低い代替手段として、軍隊の関心を集めている[ 17 ] 。
2017年1月、国防総省と戦略能力局は、カリフォルニア州チャイナレイクで自律型「マイクロドローン」の「群れ」の実証実験を成功裏に完了した[ 18 ] 。 2017年2月には、米海兵隊がドローン・イン・ア・ボックスの試験を実施し、人間のパイロットを必要とせずに自律型ヘリコプターと小型ドローンの両方を使用して前線部隊に補給できるかどうかの実現可能性を検証した[19] 。
自律型ドローン・イン・ア・ボックス・システムは、イスラエルのハイファにある湾岸港の建設中に、建設の進捗状況を調査し、映像を撮影するために使用されてきた[ 20 ] 。
2018年、CERTUS [ 21 ] Port Automationは、港湾セキュリティを強化するために自律型ドローンを配備する契約[ 22 ]を締結し、この技術を採用した業界初の企業となった。
ドローン・イン・ア・ボックス技術は、商業および軍事用途のセキュリティ強化に利用されており、[ 23 ]アラームが作動すると自動的に展開し、近接映像を提供したり、スケジュールされたパトロールを実行したりします。2022年、リトアニアを拠点とするDBOXは、バルト三国最大のセキュリティ企業の1つであるEUROCASH1と提携し、このようなBVLOS飛行の試験を行いました。
さらに、企業は大規模イベントのセキュリティをサポートするためにドローン・イン・ア・ボックス技術を使用しています[ 24 ]。
企業はまた、ドローン・イン・ア・ボックス技術を採用し、農場やゴルフコースの調査を行っています[ 25 ]。これは、赤外線を含む特定の波長の光に反応するように調整できるマルチスペクトルカメラを使用することで実現しています。ドローン・イン・ア・ボックスシステムに固定されたこれらのカメラを使用することで、ドローンは植生の健康状態の変化を検出できます。
ドローンは現在、発電所の運用を支援するために使用されており、空中映像とデータをリアルタイムで職員にストリーミング配信します。計画されたミッションにより、人や車両の検出、ガスや水の漏れに対するオペレーターへの警告、その他のメンテナンス異常の監視が可能になります。2018年、[ 26 ]イスラエルを拠点とするPerceptoは、イタリアの電力およびガス供給会社Enelと提携し、Torrevaldaliga Nord発電所でオンサイトの自律型ドローンシステムを開始しました。