エンジニアが示した、将来の高層ビル火災消火の姿
2021年10月、プラハのチェコ工科大学電気工学部のMultirobotic Systems Groupのエンジニアたちは、多階建ての建物で火災が起きた際に非常に素早く作動できる、消火カプセルを自律的に発射する新しい無人航空機を発表しました。
この実験は消防救助隊と協力して行われ、研究者らは、放棄された建物で火災を想定した模擬出動の中でドローンを試験しました。DOFEC（Discharging Of Fire Extinguishing Capsules）と名付けられたこのドローンは、高層建築や多階建て住宅の消火用に開発されました。
「搭載センサーと人工知能により、ドローンは赤外線カメラで火元を検出し、位置を特定します。その後、専用の機構によって、火から熱を奪い火勢を弱める物質を入れた0.5キログラムのカプセルを火元に発射します。これにより、消防士が上の階に到達し、命を救うまでの時間を確保できます」
エンジニアたちの把握する限り、世界でこのようなシステムが使われた例はありません。開発者らは消火ドローンを改良し、将来的には最大6個のカプセルを炎の中へ非常に正確に投入できるようにしています。将来ドローン自身が割る窓を通して正確にカプセルを配置できるのは、主に自律飛行、姿勢安定化、熱画像技術のソフトウェアが改良されたためです。
ロボティクスチームは2019年からこの複雑なシステムの開発に取り組んできました。チェコのブランディス・ナド・ラベム（チェコの都市）での試験では、建物の近くでGPS信号の反射が見られ、現場でのドローンの航行が困難になることが分かりました。そのため、次のプロトタイプではMRSグループが、ドローンがGPS信号に頼らずに済むよう、搭載センサーで位置を特定する方式を計画しています。
チェコ工科大学の学生ヴォイテフ・ニドルレは学士論文の一環として、ドローンのハードウェア開発に参加しました。その製造コストは研究者らによって数十万クローネと見積もられています。彼はプロペラやバッテリーのサイズを計算するプログラムを用い、その後、炭素複合材やアルミニウム形材で作られた個々の部品を製作しました。
「パンデミックの間、私は自宅の工房でドローンを作っていました。部品の到着を待つのは長かったものの、組み立ては速く進みました。9キログラムのドローンは電動モーターで駆動し、約10分間空中に留まることができます」
ヴォイテフ・ニドルレと彼の同僚たちは、Multirobotic Systemsグループで、消火カプセルを1個ではなく6個搭載でき、そのため60平方メートルの面積の火災を消火できる、さらに高性能な無人航空機のプロトタイプの開発を既に進めています。
この新しい解決策が高層ビルでの消防活動のやり方を根本的に変えうるという事実は、中部ボヘミア州消防局の代表者も認めています。
「チェコ工科大学電気工学部のエンジニアらが本研究を行うために私たちを招いてくれたことを、非常にありがたく思っています。私たちはこれを、まだ幾つもの点で改良が必要な、将来の可能性の芽生えだと考えています。技術面や法律面だけでなく、戦術面でもです」
チェコ共和国の消防部隊における無人航空機の利用には将来性があります。現在、消防士はドローンを現場の監視に使用しています。標準仕様の機体には通常のカメラと赤外線カメラが搭載されていますが、消火には使われていません。
ヤロスラフ・ガブリエルによると、現在の積載能力と消火剤の量が少ないことから、ドローンは小規模な室内の消火に有望に見えます。大規模な室内では、火勢を弱めて避難の時間を確保することが役立つかもしれません。中部ボヘミア州消防局に加え、FEL CTUのMultirobotic Systemsグループはプルゼニ州の同僚とも協力関係を築きました。
火災消火における自律型ドローンの活用の可能性は非常に有望です。前述の消火だけでなく、人や危険物（例えばガスボンベ）の捜索にも役立つ可能性があります。
火災消火におけるMRSグループの専門性は、アブダビで行われたMBZIRCコンテストの経験に基づいています。このコンテストでは多階建て建物の消火が競技種目の一つでした。非公式の自律ドローン世界選手権と見なされるこの大会で、チェコのチームは長年世界のトップに立ち、2020年には優勝しました。
「技術的に非常に難しい、煙に満ちた環境での飛行では、DARPA Subterranean Challengeで培った地下施設探索の経験を生かせます。このコンテストでは、私たちのドローンがより大きなロボティクスチームFEL CTUの一員として参加しました」
先日のケンタッキー州での決勝では、FELのチームが仮想部門で銀メダルを獲得し、物理ロボットの競技では6位に入りました。
