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社会创新

    • 机器人技术
    • 城市发展

    我们的生活正在因无人机而发生巨大的变化。通过发挥可在空中飞行这一特点,无人机有望在多个场景大显身手。8如向交通不便的地区进行配送、检修高处设备、发生灾害时的搜索和物资提供等等,为提高人们的生活质量(Quality of Life)做出贡献。例如,在非洲东南部的马拉维共和国,在联合国儿童基金会(UNICEF)的主导下,正在开展使用无人机运送药品、回收血液样本等实证实验,助推向安心、安全、健康生活的地区社会转变。但是,要让无人机在未来进一步融入社会,除了技术研发取得进步以外,还需举国家和国际社会之力,进行规则制定。因此,为了让技术研发和规则制定齐驱并进,用无人机解决社会课题,日立正在全力以赴。

    项目概要

    • 技术研发
      要实现无人机安全穿梭的时代,高精度的无人机系统交通管理(UTM= Unmanned Aerial System Traffic Management)必不可少。通过UTM,对所有无人机的位置信息和目的地信息进行管理,就能实现在城市的有人区域也能安全飞行。
    • 规则制定
      实现UTM落地,需要展开法律建设、认定标准等各种规则的标准化制定。“日本无人机运行管理联盟”(JUTM)有超过400个会员组织,正在积极开展标准化工作。从联盟成立之初开始,日立就已加入其中,成为其初始成员之一。此外,不仅在日本国内,联盟还在推动国际标准化组织(ISO)的动员工作。
    • 场地建设
      各种实证实验与规则制定同步进行。作为加速推进各种实证试验的场地,2019年,位于福岛县南相马市浪江町的“福岛机器人试验场”(福岛RTF)被启用。这是一处面向无人机等室外机器人,通过再现实际使用环境,进行测试实验的研发基地。日立也参与了在福岛RTF内的UTM建设工作。
    • 无人机的可能性
      除了航拍等用途以外,无人机已被应用于解决社会课题。日立借助与Lumada相关的数据分析技术,为高效的基础设施检修工作提供了支持。今后,日立也将通过技术研发与规则制定并行,加速使用无人机解决社会课题。

    技术研发

    普及无人机的关键:空中交通管理系统

    要在未来实现无人机无拘无束自由穿梭来,需要跨越很多道门槛。无人机主体不仅需要飞得更快、更远,还必须能够装载更重的货物。

    安全性自然是最基本的要求。而确保安全性所必不可少的就是建设高精度的无人机系统交通管理(UTM= Unmanned Aerial System Traffic Management)。目前,无人机是在操纵人员和管理人员目视确认的前提下加以使用。要使无人机得到广泛利用,当务之急是要实现“目视外飞行”,即在操纵人员目视范围外的无人机自动飞行。

    实现目视范围外飞行并非易事。如果是多架无人机在广阔的空中穿梭,那么可能无需担心发生碰撞,但是如果大量无人机在人群和建筑密集区域上空穿梭不息,且飞行目的又各不相同的话,就需要一个确保它们互相之间能够安全飞行的机制。实现这一点的,就是UTM。

    将UTM想成飞机的航空管理系统可能较为容易理解吧。它对所有飞行中无人机的位置信息和目的地信息进行管理,万一无人机之间互相靠近,系统就会提醒注意,使其改变飞行路线。而当直升机等载人机飞近时,系统还会通知因此可能存在风险的区域。除此以外,在多家单位出于不同用途使用无人机时,系统还将发挥汇总各架无人机的飞行计划和飞行情况,向所有者提供信息的作用。

    然而,要做到在多项服务中应用无人机,除了技术研发以外,还亟需展开各行业共通的规则制定工作。

    规则制定

    日本引领无人机规则制定

    东京大学未来愿景研究中心特聘教授 铃木真二(摄影:吉成大辅)

    2016年7月成立的“日本无人机运行管理联盟”(JUTM,主席由东京大学未来愿景研究中心特聘教授铃木真二担任)积极展开了UTM落地所需的规则与机制探讨工作。JUTM的宗旨即进行技术研发和环境建设以实现包括无人机在内的无人飞行器安全运行,面向UTM落地,JUTM展开了积极的讨论和验证。“来自各行各业的成员,针对无人机的理想管理方式、需要开展的环境建设等问题进行了讨论,并参与了国家规则制定工作。”(铃木教授)

    JUTM目前已拥有400多个会员,在这当中,日立是为数不多从成立之初就参与其中的成员之一。虽然日立也在自行开发无人机用UTM,并向不同行业用户提供了用于专项用途的无人机系统,但要实现无人机在全社会普及,则需要各家公司统一步调,展开基础设施建设。因此,日立运用在支持铁路和大规模网络的高水平IT系统构建方面取得的成果,发挥在众多技术领域积累的的国际标准化的丰富经验,在联盟讨论中发挥了领导作用,并参与了规则制定工作。

    “要想将无人机广泛应用于解决社会课题,推动调整管控以及制定新的规则非常重要。”(日立制作所 公共系统事业部 横山敦史)
    JUTM汇集会员呼声,代表日本工业行业积极推进着无人机的发展。

    毋庸赘言,日本之外也在热烈讨论着无人机的应用问题。如果对这些讨论充耳不闻,仅在日本国内关门造车,那么恐怕会被世界潮流所抛弃。

    JUTM也着眼于这一点,大力开展国际标准化工作。例如,国际标准化组织(ISO)内设了“SC16”委员会,开展无人机等无人驾驶航空器的标准化工作,委员会的负责人由美国担任。而JUTM提议在SC16当中成立新的UTM工作组。“对ISO的提议系由日立与JUTM主导提出。成立UTM新工作组的提议得到了批准,工作组的国际议长一直由日立担任。”(日立制作所 公共系统事业部 须田康介)

    场地建设

    建设无人机发展必备的实证场地

    实现无人机的普及不仅需要规则制定,进行实证实验也很重要。实际上,JUTM的会员已经携手展开了各种实验。

    其实,即使不属于JUTM等组织,确保一个场所,用来对正在开发的无人机系统进行实验、梳理存在的问题,这对于加快日本无人机开发的速度而言也同样很有必要。出于这一目的建设的场地,就位于福岛县南相马市浪江町的福岛机器人试验场(福岛RTF)。福岛RTF是基于“福岛创新・海岸构想”,以振兴福岛县沿海产业为宗旨建设而成的。这里是一处面向无人机等机器人,可通过再现实际使用环境,进行实证实验的研发基地。基地属于开放式设施,任何人都可自由使用,作为加速日本机器人产业发展的场地,人们对其寄予厚望。据悉,福岛RTF短期内可以让自由度较高的、如开发人员、创业企业、大学以及研究所使用;而在中长期,则计划建设成为一个位于机器人生产基地落址附近,能进行质量管理、性能检查的基地。“我们希望将基地打造为以无人机等新一代机器人产业为中心,使机器人产业落地生根的地方。我们将汇聚‘产业’,凝聚‘人才’,围绕福岛RTF,形成经济复兴力量,推动人才培养和人才交流,积极吸引非企业单位进驻。”(福岛县机器人产业推进室室长 北岛明文)

    无人机在机器人产业发展中备受关注,要想在各种用途上大显身手,必须进一步完善环境,让不同应用用途的多架无人机同时安全飞行。要做到这一点,就需要一个合适环境,即新的无人机企业无需办理繁琐的手续,就能与UTM连接,进行实证实验。可以说福岛RTF提供了这样一个重要的场地,其中日立也提供了支持。

    福岛机器人试验场(图片提供:福岛RTF)

    无人机的可能性

    无人机与AI携手,替代纯熟经验者

    为了普及无人机,日立还在推进无人机与Lumada关联的技术研发。该项目系借助IoT平台,对无人机收集的数据进行分析。

    例如,用无人机检修桥梁的事例充分发挥了无人机的优点。日本大约有多达70万座桥梁,人们希望可以高效地检修老化的桥梁。如果能够使用无人机对表面状态进行拍摄,那么与人工检修相比,效率将会大大提高。日立正在展开实证实验,将无人机拍摄的图像和视频与Lumada的AI(人工智能)相关联,将以往依赖纯熟经验者的老化检修工作提升效率。如上所述,除了进行交通管理的UTM以外,与Lumada关联的数据分析也可以作为“无人机平台”进行一站式提供。

    未来社会,当UTM得到运用,也行将会实现迄今为止无法想象的无人机应用场景吧。或许,会有这样的一天:货物从天而降,重物由无人机代为搬运……这不仅有益于提高服务提供方的商业价值,还有助于提高人们的生活质量。为了将上述社会变为现实,日立今后将与商业伙伴一道,针对无人机解决方案,助力技术研发与规则制定并行两驾马车,并积极致力于场地建设。

    发布时间: 2020年3月
    解决方案主管部门: 日立制作所 公共系统事业部

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