同済大学のドローン群、地上管制なしで公園の森を地図化　コードは非公開

上海の同済大学による3機のクアッドコプターが、査読付き論文によると、パイロットも地上局もなしで公園内の木立を調査した。論文はSpringerの学術誌『Autonomous Intelligent Systems』に掲載された。DroneXLによると、著者らはこのシステムの基盤となるコードを公開していない。

ESCAPEと名付けられたこのフレームワークは、2025年12月22日に発表された論文で説明された。執筆者は同済大学、天津大学、北京理工大学の研究者である。各ドローンにはIntel NUCコンピューターとLivox Mid-360ライダーが搭載され、経路の選択や僚機との衝突回避の判断はすべて機上で行われたという。DroneXLが報じた。

群れの作業分担の仕組み

この群れは探索領域を格子状のセルに分割し、中央のハブからの指示なしに、ドローン同士が一対一のやり取りでセルを交換する。その後、各ドローンは担当セルの訪問順序を決め、毎秒約1.0メートルで飛行しながら3次元地図を作成する。

ESCAPEは、香港科技大学によるフレームワークRacerを基にしており、そのコードはGitHubで公開されている。経路計算の主な変更点は、複数のセルにまたがる大きな障害物の前でドローンがホバリングと往復を繰り返すのを防ぐためのペナルティ項目である。著者らは、この挙動はRacerで見られると説明している。

衝突回避では、各ドローンが自機の位置を発信し、近くのドローンは距離、進行方向、接近速度からリスクスコアを算出する。しきい値を超えると、論文によれば、低い位置のドローンはホバリングし、高い位置のドローンがその周囲を迂回する経路を計算し直す。

試験と限界

屋外試験では、3機のドローンが高さ2メートルまでの木々が生い茂る12×20メートルの区域を調査した。屋内では、4機のドローンが柱と展示用ボードのある12×30メートルの展示ホールを地図化した。

赤で囲まれた4機のクアッドコプターが、ガラス張りの展示ホール内でコンクリートの柱と展示ボードの間を飛行している。写真：DroneXL

2機、4機、6機の構成による3つのオフィス想定マップでのシミュレーションでは、ESCAPEは9つの構成のうち7つで平均的にRacerより早く探索を完了し、すべての構成でETHチューリッヒのRoleフレームワークより早く完了したと、論文は述べている。両方のシミュレーション研究は完全な自己位置推定と通信を前提としていたと、DroneXLは指摘している。

実機の飛行は実際のネットワーク上で行われ、チームは目立ったネットワーク遅延なしに衝突を避けられたとしている。DroneXLによると、論文にはこれらの飛行の衝突件数、パケット損失データ、成功率は示されていない。

論文のコード公開に関する声明では、コードは"一般への公開には利用できない"とされ、その理由は"研究の機密性要件"とされている。ただし、その要件が誰によるものかは示されていない。この研究は中国の公的資金によって支援され、論文は環境モニタリングや森林での捜索救助といった民生用途のみを説明しているとDroneXLは報じた。