スペースデータ、横風や吊り荷の揺れを比べるドローンの物理シミュレーションデモ3種を公開
スペースデータ、ドローンの物理シミュレーションデモ3種を公開
CATEGORY: テクノロジー
株式会社スペースデータは、ロボットの現場実装基盤「RobotBrain（ロボットブレイン）」で想定する導入前検証の考え方を示す、ドローンの物理シミュレーションデモ3種を公開しました。横風による位置のずれや吊り下げた荷物の揺れ、床付近での浮き方の変化を対象に、制御や指令の違いによる挙動を同じ条件で比較できます。各デモは、専用サイト「RobotBrain Concept & Catalog」の「物理実験」で紹介されています。
開発の背景と目的
人手不足を背景に設備点検や定点観測、物資搬送などでドローンの活用が広がる一方、飛行の安定性は機体性能だけでなく周囲の環境や制御の組み合わせに左右されます。横風による機体の流され、荷物搬送時の停止後の揺れ、床付近で生じる浮き上がりやすさなど、現場条件に応じた影響を考慮しなければ安定性を判断することは困難です。
こうした課題に対し、同社はロボットの動作が成功するか失敗するかを分ける条件を、導入前に関係者が同じ画面で確認できる物理シミュレーションデモを開発しています。今回公開された3種は、機体や環境の条件をそろえたうえで制御の仕組みや指令の出し方を変えた2つの場合（AとB）を比較し、位置や高度のずれ、荷物の揺れの違いを物理計算で示しています。
公開された物理シミュレーションデモ3種
今回公開されたデモは「GustLab」「SlingLab」「GroundLab」の3種類です。
1. GustLab｜横風の中での位置保持
設備の点検や定点観測を想定し、空中で位置を保つドローンが持続する横風を受ける場面を比較します。位置のずれと速度に応じて機体を傾けて押し返す制御（PD制御）の場合（A）と、残った位置のずれを積み重ねて押し返す働き（積分項）を加えた制御（PID制御）の場合（B）を比べられます。位置のずれの時間変化、機体の傾き、力の関係のほか、風が止んだ後に元の位置へ戻る様子も確認できます。横風の力、機体の質量、推力の追従速度は個別に変更可能です。
2. SlingLab｜吊り荷の揺れの抑制
物資搬送やセンサー計測を想定し、荷物を吊り下げて移動・停止した後に残る揺れを比較します。通常の移動指令の場合（A）と、移動指令を半分ずつに分けて一方を揺れの周期の半分遅らせて重ねる「入力整形」を使う場合（B）を比べられます。Bでは揺れが抑えられる一方で到着までの時間が延びる点も確認できます。索の長さ、移動距離、移動時間は個別に変更可能です。
3. GroundLab｜床付近での高度保持
床付近の点検や着陸前の低空での高度保持を想定し、床に近づくほど機体を持ち上げる力が増える「地面効果」を可視化しています。高度制御は共通のまま、地面効果を見込まない場合（A）と、床からの高さに応じて推力指令を下げる補正を加えた場合（B）で、高度のずれや推力の合計、増加率を示します。ローター半径、推力の追従速度、地面効果の強さを表す係数は個別に変更可能です。
RobotBrainの概要と今後の展開
RobotBrainは、現場で動くロボットの導入・運用・学習を支える基盤です。仮想空間で検証した機種・台数・配置・制御・安全条件を実機へ渡し（Sim to Real）、現場で得られた実測データを仮想空間へ戻して空間と構成を更新する（Real to Sim）仕組みを備えています。
同社は今後、人型ロボットやドローンなど機種を問わず、現場でロボットの成否を分ける条件を物理シミュレーションで確かめる題材を拡充し、RobotBrainの導入前検証に生かしていく方針です。
株式会社スペースデータの概要
- 社名：株式会社スペースデータ
- 代表：佐藤航陽
- 所在地：東京都港区虎ノ門1-17-1 虎ノ門ヒルズビジネスタワー 15階
- 資本金：15億1300万円
- 事業内容：宇宙開発に関わる投資と研究
- HP：https://spacedata.jp
本記事は株式会社スペースデータの発表をもとに作成されています。
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