従来の建物の外壁調査は、現場に調査対象となる建物の紙図面を持ち込み、そこに調査した劣化情報等をその紙図面に直接手書きで記録するというのが一般的であった。最終的に、その手書きの情報を基にPCにデータ入力を行った上で成果物となる調査報告書をアウトプットする。

有限会社スギテック（以下、当社）が独自開発した「スマート検査報告書作成システムST（以下、スマートST）」は、タブレットアプリに入れた図面に調査情報を入力することで、報告書の作成までを自動化する。調査情報の手書きとその後のデータ入力の手間を省き、調査業務から報告書の作成までを効率化できるものとなっている。

システムはマルチプラットフォーム対応となっており、Apple社のiPadや各種アンドロイドタブレット、PCなど、OSに依存しない運用が可能となっている。また、データはクラウドに対応しておりそれぞれのOSで共有可能だ。

建築物外壁調査の現状

建築物の外壁調査を行う際、持ち込んだ紙図面に直接劣化情報を書き込むアナログな手法が、いまだに多くの現場で行われている。この調査方法の問題点は大きく分けて以下の３点だ。

1. 手書きによる個人差
   手書きする際の劣化情報のまとめ方は人により様々だ。また、まとめ方を統一していたとしても記入する文字には個人差があり、第三者がそれを判別するのに苦労したり、確認が必要になることがあるため、二度手間となる。
2. 作業時に持つ必要のある道具が多くなる
   従来の調査方法の場合、調査時に図面や記録用のデジタルカメラ、筆記用具など持つべき道具が多くなる。高所での作業の場合、それらの落下の危険性も増す。
3. 膨大な情報をPCに入力しなければならない
   図面に記録された情報は時には膨大なものとなる。それらをPCで再度入力する作業コストが掛かる上に、記録の読み間違いや数値の入力ミス等のヒューマンエラーが発生する可能性が常にある。

調査を行う作業者が調査内容を手書きで行うという時点で、そのデータの正確性には難が出てしまうのは明らかだ。それを「再度確認しながらPCに入力するという手順は二度手間であり、ヒューマンエラーの可能性をさらに高める行為になっている」と、開発を主導した当社の杉山（東京支店長）は語る。

間違った情報で報告書が作成されてしまえば、最悪の場合その後の改修工事にも影響が出る。

スマートSTについて

そこで開発されたのが当社が独自開発したスマートSTだ。タブレットアプリでもあるこのシステムは、現場で調査した劣化情報をそのままアプリの図面上で入力できる。

劣化箇所を記録する写真もタブレットのカメラで撮影することで、簡単に劣化箇所と紐付けができるようになっている。紙図面や筆記用具、デジタルカメラの携行は不要だ。

また、常時クラウドサーバーに接続されていることから、調査情報はリアルタイムにクラウド上に反映され、事務所のPCと共有することも可能である。そして調査後のデータはそのまま報告書として出力ができるようになっており、従来のように野帳をデータ化する必要がないことから、大幅な作業時間の短縮が見込める。

安全かつ圧倒的な効率化

スマートSTを活用することで、クラウド上に保存された調査情報のデータが、そのまま報告書の各種フォーマットに落とし込まれダウンロードできるようになっている。入力の手間や入力ミス自体が無くなり、かつ正確な報告書が提供可能だ。

デジタルデータとして保存されていることにより、以後の調査・補修の際には過去にその建物でどんな不具合があり、どこを補修したのか？というような情報履歴にも瞬時にアクセスできるメリットもある。これは煩雑になりやすい紙ベースの作業ではできない利点でもある。

また、調査時の持ち物が少ないことにより安全な作業ができることもメリットとしてあげられる。

スマートSTの今後

スマートSTは、建物の外壁調査だけでなく、土木業界でのコンクリート構造物のひび割れ調査にも適用できることから土木業界からの引き合いも多い。

土木業界では大規模なインフラ施設などの調査も多く、調査の効率化だけでなく、調査後の修繕についても工程管理や出来高の把握が大変になる傾向があるため、スマートSTで効率化できないかという相談を某ゼネコンよりいただき、独自に工程管理ができる機能を追加しそれらの課題を解決した。

このように建設・土木業界それぞれに特化した、より使いやすいカスタマイズ対応や、今後のシステムのバージョンアップをおこない、調査業務の効率化に貢献していく。

スマートSTのご利用について

スマートSTのご利用、またはご質問等に関しては、以下よりお問い合わせください。

□有限会社スギテック 京都本社
住所：〒615-0055 京都府京都市右京区西院西田町94
TEL：075-326-1126　FAX：075-326-1150

□有限会社スギテック 東京支店
住所：〒108-0075 東京都港区港南2-16-1 品川イーストワンタワー7階
TEL：03-6894-4075　FAX：03-6894-4077

お問い合わせフォーム：https://www.innovation.sugitec.net/media-contact/

・NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）が進める「規制の精緻化に向けたデジタル技術の開発、ドローン等を活用した建築物の外壁の定期調査に係る技術開発」において、ドローンの飛行時に風などの影響下でも高い性能を維持する装置と、安全な外壁調査を可能にするシステムが開発された。

・システムの開発は日本建築防災協会、日本建築ドローン協会、神戸大学、日本アビオニクス株式会社、株式会社コンステックの共同によるものとなる。

地上からの赤外線調査と同等の診断性能

今回開発されたというシステムは、ドローン飛行時の風などの影響下でも高い性能を維持する「小型赤外線装置」と、これを搭載し安全な外壁調査を可能にするという「近接調査用ドローンシステム」の２種となる。

ドローンシステムは、ドローンの飛行時にGNSSが安定しない場合、シームレスに自動でVisual SLAMに切り替わる機能を備えたドローンと、物理的な安全飛行を可能にする2点係留装置で構成されている。

実際に外壁の浮きや剥離を検出する精度を検証したところ、地上からの外壁調査診断に用いる赤外線装置と同等の性能を持つことが確認されたという。

出典：NEDO

１．ドローン飛行時の風などの影響による性能低下が起きにくい小型赤外線装置の開発

従来のドローンに搭載されている赤外線カメラは、ドローン飛行時のダウンウォッシュなどの風の影響で赤外線カメラの性能が低下してしまうという例が確認されていた。このため事業ではハードウェアの設計見直しとソフトウェアの追加を行ったという。また、小型・軽量かつ低消費電力で動作するよう工夫しドローンへの搭載を可能にしている。

出典：NEDO

２．人口集中地区、GNSS補足困難な場合でも安全・安定的に飛行可能な近接調査用ドローンシステム

従来の赤外線調査ドローンは、建築物に接近した状態や人口密集地区、GNSS位置情報が不安定な環境下では安全かつ安定した飛行が難しいとされている。それに対応すべく開発されたのが「近接調査用ドローンシステム」で、GNSSによる位置情報以外にVisual SLAMやOptical Flow、LiDAR、Range Finderなどのセンサを搭載。

特にGNSSの位置情報が不安点な環境でも安全に安定した飛行を可能にするため、飛行中に自動でVisual SLAMに切り替わる技術を開発している。これによって事前に設定した飛行ルートに従って距離を維持しながら安全・安定的に垂直飛行することが可能になるという。

また、人口集中地区において2点係留装置による飛行制御を選択することで、物理的にも安全飛行が可能とのこと。システムは小型赤外線装置とドローンのフライトコントローラーが連動しており、制御指示や撮影時のドローン飛行情報を撮影画像に自動付加し保存できるそうだ。

出典：NEDO

３．SLAM情報を利用した赤外線画像のポスト処理による診断作業支援プログラム

赤外線での壁面調査では、太陽光や周辺建物の映り込みによる検査の障害になる場合がある。移動しながら撮影を行うドローンでは、撮影された画像をつなぎ合わせる作業が必要だ。対して今回開発されたSLAM情報を利用した赤外線画像のポスト処理プログラムでは、SLAM情報を活用し画像を自動で繋ぎ合わせることで、診断作業の支援を行う。

さらに連続して撮影した赤外線画像からSLAM情報を利用して重複領域を算出、平均化処理を行い、診断制度に影響を及ぼすノイズ成分を低減する処理プログラムも開発したという。これらポスト処理プログラムは、赤外線画像を用いた外壁診断の信頼性向上に寄与する基本技術と期待されている。

出典：NEDO

４．小型赤外線装置における外壁の浮きや剥離を検出する性能検証

（1）従来の赤外線装置との比較検証
モデル試験体での精度を検証した結果、得られたラインプロファイルから開発した小型赤外線装置と従来の赤外線装置でほぼ同じ変化を示している。

出典：NEDO

（2）打診法との比較検証
定期調査で用いられる打診法との比較は、近接調査用ドローンに搭載した小型赤外線装置で以下の課題を整理する必要があると判明した。
・赤外線装置法と打診法の特性の違いの精査
・タイルの表面反射（光沢）などのタイル種類の特性への対応
・周辺建物の反射などの影響を排除した運用方法

今回開発された「外壁調査に適した赤外線装置と近接調査用ドローンシステム」は、これまでの技術的課題を解決するものであるが、「近接調査用ドローンシステム」は、将来的には外壁調査だけでなくGNSSによる位置情報が不安定とされる幅広い分野での活用が見込まれている他、「小型赤外線装置」も、赤外線画像に加えて4K可視画像も同時記録できることから、例えば橋梁などのインフラ点検や化学プラント設備の状態監視、さらにSLAMによる位置情報を活用することで、長大な構造物などさまざまな構造物を安全かつ効率的に調査できると見込まれている。

□NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）
ドローンによる安全な外壁調査を実現するシステムを開発
―地上からの赤外線調査と同等の診断性能を確認―
リリース記事：https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101421.html

色々な産業で活用できる可能性を秘めているHoloLens2。まだまだソリューション自体は少ない印象ですが、今月初めにマンションの長谷工で有名な「長谷工コーポレーション」と「株式会社アウトソーシングテクノロジー」が、「日本マイクロソフト株式会社」と連携し、マンションの外壁タイルの打診調査にHoloLensを活用したソリューションを発表しました。

国内初、タイル打診調査にMixed Reality活用

両社では、最先端のデジタル技術を活用した建設・不動産業界における生産性改革の推進の一環ということで、長谷工とアウトソーシングテクノロジーの両社は、マンションの外壁タイル打診検査のためのMRソリューションである「AR匠RESIDENCE（エーアールタクミレジデンス）」を共同開発。

出典：長谷工

従来の打診検査では１名が打診棒にて打診検査を実施し、もう１名がその検査結果の記録と写真撮影を行うという２名１組の体制で行われていました。

それが今回の「AR匠RESIDENCE」では、作業員１名のいわゆるワンオペでの検査が可能になります。HoloLens2を装着し、打診検査をしながら直接HoloLens2上で検査項目を入力していくという形です。

出典：長谷工

長谷工では、６月にこのソリューションの実証実験を行った結果、従来と比較し全体業務の約３０％を削減できることが実証されたとのこと。

開発背景

マンション等の外壁は劣化等による剥落のリスクがあり、定期メンテナンスは必須。平成２０年の建築基準法の一部改正から、１０年ごとの全面打診調査が義務付けられることになります。

マンションストックが拡大し続けている近年、逆に業界では年々深刻になっている労働者不足問題や、昨今の新型コロナウイルスの拡大防止の観点からも、建物診断を行う作業員の省人化が可能であることから、建物利用者への安心・安全に繋がるサービスが提供できると考え、MRを導入する運びとなったそうです。

AR匠RESIDENCEを活用した打診検査

この技術は日本マイクロソフトの技術協力を得て、長谷工とアウトソーシングテクノロジーの共同開発により実現した外壁タイル打診検査ソリューション。

現場作業員が、マイクロソフトのHMDである「HoloLens2」を装着し点検記録を行うものです。

出典：長谷工

主要機能

１．ダッシュボード（Webブラウザで動作するアプリ）

・調査対象の物件情報、図面データを登録
・建物の危険エリアを設定
・AR匠RESIDENCEで作成した３Dモデル上に点検記録を確認

出典：長谷工

２．端末アプリ（HoloLens2にインストールされるアプリ）

・建物の３Dモデルを作成
・建物の平面図・立体図を現場へ重ねて表示
・MR空間に外壁調査結果を記録

出典：長谷工

３．レポート出力機能

・物件と調査機関を設定
・点検記録集計表、写真帳票をEXCELに自動出力
・点検結果を平面図・立体図に自動記載

出典：長谷工

まとめ

同社では、このソリューションの改良を重ね、２０２１年頃を目処に妻壁や足場上等へ適用範囲拡大を進め、建物診断から修繕工事中さらに建設工事中の施工・点検等と活用を広げていくとのこと。

この技術は元々アウトソーシングテクノロジー社の「AR匠」という遠隔での視界共有やコミュニケーション、共同作業を実現する基本プラットフォームがベースとしてあり、そこにアドオン機能として開発されたものとなっています。

このHoloLensを活用した外壁調査ソリューションの登場には少し驚きました。実際の使用感を見てみたいものです。今後も同様のソリューションは必ず登場します。使いやすいUIや、いかに現場の求める必要な機能を最小限にまとめられているかが大事になってくるでしょうね。

特にビルの中でも高層になればなるほど調査が難しくなるという課題があります。例えば超高層ビルの上層部をカメラ等で撮影しようと思うとかなりの望遠レンズが必要になりますし、赤外線カメラ等はそもそも撮影できる高さに限界があります。

足場に関しても枠組みなどでは、原則として高さが４５mを超えてはいけないとされています（許容強度等検討した上であればできないことない）。

そこでドローンを活用して、高層レベルのビルを効率的に点検できないかという新たな実験が行われたそうです。場所は都市部の人口集中地帯。超高層ビルの「中野サンプラザ」。

「超高層ビル」という物は法律等では定義されていないそうですが、建物の構造や基準が変わる６０m（20階建相当）以上の建築物を指すのが一般的のようです。ちなみに中野サンプラザの高さは９２mということで超高層ビルに該当します。

超高層建物安全点検調査技術の開発

この実験ですが「国立研究開発法人 建築研究所」と「西武建設株式会社」及び「一般社団法人 日本ツーバイフォー建築協会」の共同研究課題の「無人航空機を活用した中高層建築物の点検・維持管理等技術に関する研究」の一環とのこと。

中野サンプラザにて、ドローンによる安全面を重視した建物点検調査実験が行われました。

出典：建築研究所

・日時：３月１７日（火）１１：００～１３：００
・開催場所：中野サンプラザ（〒164-0001 東京都中野区中野4丁目1-1）
・実験内容：ドローンによる外壁点検調査実験（ラインドローンシステムによる安全な飛行技術）

実験概要

１．研究背景

近年ドローンを建物点検に活用しようというニーズが高まっています。しかし、建物の多くは都市部に集中しており、人口密集地域での墜落は大きなリスクとなりことから、普及が遅れています。

今回のこの実験では中野サンプラザの外壁（高度約１００m）をドローンによって調査し、その模様を公開。

２．実験目的

この実験は都市部における超高層建築物を安全に点検するための実証実験で、ドローンによる安全な点検方法の確立と都市部でのドローン活用の先鞭をつけることを目指しているそうです。

３．ドローンによる点検調査方法

・下画像の赤い線の範囲がドローンの飛行範囲。この範囲を飛行させ写真撮影をおこない調査します。

・撮影した画像データから劣化等の建物の健全性を判別。
※ちなみに今回の実験で得た調査データは、今のところ公開する予定はないとのこと。

出典：建築研究所

４．安全な点検調査方法

・ラインドローンシステムを使用。

・屋上から地上にラインを垂らし、そのライン上でドローンが飛行する仕組み。

・ラインとドローンを物理的に拘束することで、操作不能になった際のフライアウェイのみならず、もし万が一墜落してしまっても墜落位置を特定することができます。

出典：建築研究所

まとめ

高層ビルであっても、ドローンを活用すれば従来の調査方法よりも効率的に調査ができるというのは周知されているとはいえ、特に高層ビルのある都市部などは人口密集地帯であるため、リスクを考える部分が大きかったのかもしれません。

そのような理由でなかなか取り組みは進んでいなかったのが現状でしたが、今回の実験ではビルの外壁に沿って「ライン」を設置しそれをドローンに通すことで、変な方向に飛んでいったり墜落した際のリスクを軽減しています。

このラインドローンシステムはおそらく以前にご紹介したことのある「ＭＡＣ－ＦＡＣＴＯＲＹ」社のものでしょう（特許＆商標登録済）。

ビルは高くなればなるほど、その検査にはかなりの手間と時間そして安全面の問題もあります。しかしラインドローンを活用することで、検査の早さはもちろん周囲の安全面もクリアすることが可能となるので、今回の実験をきっかけに活用が拡がりそうです。

スギテックのソリューションは以下よりご覧いただけます

ドローン調査診断 | 建築物・構造物の安全性を調査・計画・修繕する会社｜ 有限会社スギテック

拡大する現場調査でのドローン活用建物外壁診断は建物の安全性・耐久性の維持や、資産価値の維持には大変重要となります。その中で足場を組む必要のある外壁診断は大掛かりなものとなり、調査に掛かる時間もコストも大きくなります。しかし、ドローンを活用することで、その問題点を解決することが可能。また、赤外線カメラでは撮影のできない高...

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これらの調査は基本的にはクラックスケールを用いた目視点検であったり、場合によってはテストハンマーや超音波、電磁波、赤外線カメラ等の機材を使って剥離や空洞を調査することもあります。

例：弊社で調査した某所カルバートでの業務

こちらは昨年、某所でのカルバートで調査業務をおこなっていた際の様子になります。カルバートとは暗渠とも呼ばれており、分かりやすく言うとトンネルのような空洞の箱型になったコンクリート部品で、水路や簡易なトンネルとして使われています。皆さんも生活の中で、その中や上を車で通ったりしているはずです。

↓こういうやつです。

コンクリート製になりますので、当然ながらひび割れ等の劣化からは免れません。この時は高い壁面や天井の調査のため、高所作業者にて劣化調査を行っています。

まず調査前にはコンクリート面は大変に汚れていますので、それを洗浄するところから。洗浄には洗浄水が飛散しない「飛散防止洗浄工法」を使用。

↓洗浄していない部分と比べると一目瞭然の綺麗さですね。

この洗浄が一通り終わると調査に入る訳ですが、今回弊社では目視を中心に調査した情報を「SINQA」へ入力し、デジタル化するという方法にて行っています。

従来では手書きで記録している所も多い調査業務ですが、スギテックではデジタルデータ化することでトレーサビリティを確保しています。当然手書きでも後からデジタル化はできますが、その作業時間コストが勿体ないですね。このようにして調査を行い、そのエビデンスを基に報告書をまとめて提出～補修という形になります。

ロケーションによっては、デジタルカメラや赤外線カメラを活用しひび割れの抽出を行いますが、昨今ではディープラーニングを活用したＡＩの自動検出エンジンが業界でもトレンドになりつつあります。

コンクリートのひび割れ検出エンジン「ひびここ」

丁度昨年末に、また新たなＡＩひび割れ検出エンジンが商標登録されたというニュースがありましたので、少しご紹介したいと思います。株式会社システム計画研究所の開発した「ひびここ」というエンジンです。

出典：株式会社システム計画研究所

「ひびここ」概要・特徴

この「ひびここ」は、ディープラーニングを応用し画像からコンクリートのひび割れを自動で検出。ビルや橋梁、ダム等のコンクリート構造物の検査を強力にサポートします。

大量の画像の中からひび割れ箇所を特定することができ、ディープラーニング技術の応用で、表面の汚れや光の当たり具合の変化にも強く特性を持っているとのこと。

特徴１：ディープラーニングの応用で学習データに含まれていない未知のひび割れまでも検出し、少量のデータでも高速な学習を実現。

特徴２：画像の局所的、大域的特徴の両方を見据えた判定

特徴３：照明条件の変化に対して、高いロバスト性を発揮

特徴４：多様なテクスチャ、複雑なテクスチャにも対応可能

特徴５：ユーザーの用途や利用環境に合わせたカスタマイズが可能

まとめ

通常ディープラーニングでは学習データを基に判定を行うものなので、学習データが多いほどに精度は高くなるものですが、今回ご紹介した「ひびここ」では、少ない学習データでも高速で学習する技術となっている他、学習データに含まれていないＡＩにとっては未知のひび割れでもディープラーニングの応用技術で検出を可能にしています。

今やＡＩを用いたひび割れ検出エンジンも、大手ゼネコンやベンチャーから数多くのものが登場しています。各社それぞれ細かい違いがあれど、概ね同じものと言えるでしょうか？その辺りは実際に使用を重ねてみないとなんとも言えないかもしれません。

工事の元請けと下請け業者の名前も出ていました。同情する訳ではないですが、こういった死亡事故など重大事故にまで至ってしまうと、当たり前ですが多くの対応を迫られる事象が休む間もなく一気にやってきます。

こうなってしまうと企業の社会的責任は勿論ですが、今まで皆で苦労して頑張ってきた全てが、一瞬で水泡に帰す事態となります。そして業界全体に与えてしまうイメージも良いものではありません。

安全というものは特に多忙になるとついつい軽視されてしまいますが、そのような意識で事故が起こってから後悔するのは愚かなことです。忙しい時こそ丁寧に。安全第一は常に意識していきましょう。

さて、本日は労働者不足の解消に向けたロボット活用の話題。高所作業を効率的に行えるロボットを活用した壁面メンテナンスソリューションをご紹介。

足場の設置不要。革新的な高所作業・壁面メンテソリューションが提供開始

近年では、国内の大規模なプラントや特殊建築物は建築から数十年を経ており、老朽化対策が課題になっており、それらは沿海部に建設されていることも多く、腐食を防ぐためにも恒常的な外壁のメンテナンスを必要としています。

外壁メンテナンスにおける高所作業については、足場の架設後に作業を行うために工期が長くなることや、労働人口の現象による熟練技術者不足が課題となっています。

また、昨今では異常気象による強風などでの足場倒壊や、ゴンドラの落下等の事故が世界各地で起こっており、高所作業におけるテクノロジーの登場が待たれていました。

そこで株式会社アイ・ロボティクスでは、それら社会課題解決を目指すベンチャー企業として、いち早くこの課題を解決する革新的な高所作業ロボットの開発に取り組んできたそうです。

アイ・ロボティクスと言えば、狭隘部のドローン点検サービスを提供しているということを過去にご紹介したことがある企業

壁面メンテナンスソリューションの特徴

高さ２０m超の壁面に接触しての作業が可能

独自吊り下げ式ウインチ機構と壁面吸着機構、及び役務作業基材や制御プログラム等の組合わせ（特許申請中）により、従来は足場が必要だった２０m以上の高所においても遠隔・プログラム操作により、スムーズに物理検査・洗浄・補修などの作業が可能。

ドローンとの組み合わせ作業が可能

屋上への侵入が難しい建屋の壁面においては、上空に飛行させた特殊ドローンにより壁面吸着作業機の上下左右の移動を補助して運用することが可能。

特殊な飛行申請を必要としない作業

独自の吊り下げ機構と壁面吸着機構の組み合わせにより、特殊な飛行申請を不要とし安全かつ確実に作業を遂行することが可能。

従来は飛行申請に手間が掛かった都市部でのドローン検査作業も、壁面吸着型ロボットを利用することにより飛行申請の手間が大幅軽減されます。

独自の保険カバー

出典：アイロボティクス

三井住友海上との連携で、同社が提供するサービスには対物１０億円の補償が付加されます。

ソリューションのメリット

壁面メンテナンスソリューションのメリットは以下。実際の作業は従来型工法とロボット作業のメリットを組み合わせた形で行うため、高所作業人材の不足に対応しながら徐々に現場人員をロボット作業が行えるよう訓練することが可能。

出典：アイロボティクス

想定される対象

出典：アイロボティクス

まとめ

ドローンが普及してきたことにより、足場を不要とする壁面の調査も増加してきました。ドローンを活用することでコスト削減になったり、足場での高所作業より安全性も高いことからメリットは大きいです。

しかしドローンの場合は飛行申請が必要となり、そこに多少なりとも手間と時間は掛かってきます。今回ご紹介した壁面メンテナンスソリューションのロボットでは、吊り下げ機構と壁面に吸着する機構のため、飛行申請を必要としないのはドローンと比較してのメリットですね。

後はドローンと違い、物理的に吊り下げられているのと壁面へ吸着していることから、ドローンに起こり得る制御不能の墜落という事態は防止できそうです。

台風の中心付近ではないですが、勢力自体が猛烈ということになっていますので油断禁物ですね。気をつけていきましょう。

さて、本日は一風変わったドローンをご紹介。以前にプロドローンのリリースした壁面調査用のドローンをご紹介しましたが、それと同じく壁面に貼り付くタイプのドローンです。

出典：日東建設・ボーダック

プロペラの推進力で壁面に貼り付く非破壊検査ドローン

このドローンは、点検用のドローン開発を手がけているボーダック社と、日東建設の共同開発のものになります。名前は「ＩＤＡ－０３」。

動画を見てみると本体に搭載された５つのプロペラの内、４基の小型プロペラで壁面に貼り付き、一際大きなサーキュレーターのようなプロペラで方向転換をしているようです。

プロドローンの壁面調査ドローン「ＰＤ６－ＣＩ－Ｌ」との違いは？

出典：PRODRONE

見た目の違いは勿論ですが、おそらくはプロドローンの機種の場合はカメラでの壁面の撮影が主な調査方法になっていると思います。

今回ご紹介の「ＩＤＡ－０３」は、検査用に搭載された打診ハンマーで壁面の打診調査をおこなえるようになっているそうです。

マンションやビル外壁のタイル浮きや剥落、橋梁やトンネルなどのインフラなど様々な用途が考えられています。

導入のメリットは？

メリットは単純明快で、建築物などの打診調査をおこなう際には、建物によっては大掛かりな足場の仮設が必要になったり、ゴンドラ、高所作業車を必要とする場合が多くあります。

このドローンを利用することで、それらの用意を必要としなくなる為、その分のコストが大幅に削減できるのと、安全面でも人が高所に上ることが無くなりますので安全な作業が可能になります。

それにしても、ドローンにつけた打診棒で打診調査をして正確な判断ができるのでしょうか？という疑問がありますが、「人の感覚に頼っていた基準が明確化され、精度と信頼度が高まる」という紹介文があります。

このことから、おそらくはハンマーでの打音の違いで浮きなどを判断するシステムがあると考えられます。以前ご紹介した産総研さんの打音の異常を検知するデバイスのようなものがあるのでしょう。

まとめ

打診検査の難しい所は、個人の感覚による官能検査のような部分があるので、このような機械的システム的に客観的な検査ができるようになれば、熟練者や経験が不足している者関係なく、一定の品質の検査ができるようになるので、かなり有用です。

ドローンでの建物の非破壊検査といえば、赤外線カメラ搭載ドローンによる非破壊検査が有名ですが、打診ならではの接触型で精度の高い検査ができるのは大きな強みになりそうです。

ちなみにこのドローンはカメラも搭載できるそうなので盤石です。

２０１９年の春に市場投入されるそうですが、展示会への出品で既に注文が入っている程反響が大きかったそうです。実際の使い勝手はどうなのか少し気になりますね。

そもそもドローンとは無人航空機（UAV）のことを指しているので、どのような変わった形であろうとも無人の航空機は全部ドローンになりますが…未確認飛行物体が全部UFOだと言うのと同じですね。

個性的でも実用的な次世代ドローン

ドローンなどの機体フレームのあるべき姿を実現する、ドローンアーキテクチャの研究開発をしている、株式会社エアロネクストが開発し、本日１８日～２０日まで幕張メッセで開催される「第４回 国際ドローン展」で発表予定のこのドローン。

出典：エアロネクスト

なんだ？カメラの三脚か！？というような外観となっています。本当に空飛ぶ三脚ですね。しかし当然ながらこのドローンは、従来のドローンではできないことができるようになった結果、この形になっているのです。

新型ドローンの特長

１．独自重心制御技術「4D Gravity™」搭載（低燃費、高信頼性）
「4D Gravity™」とは、エアロネクスト社が開発した飛行中のドローンの重心を最適化する技術で、カメラや荷物などを搭載した際にドローンの重心を安定させる独自機構を備えています。

機体の重心を崩さず安定した飛行ができることで、燃費・速度・信頼性などの基本性能が向上します。ちなみに日本ドローンアワード2018のテクノロジー部門で最優秀賞を受賞している技術です。

２．様々な分野で利用できる拡張性
◇用途例（１）地上の警備

出典：エアロネクスト

プロペラ上部、1mの位置に360°VRカメラを装備。地上から給電ケーブルを取り付けることで、360°VRカメラによる高画質で安定した24時間の監視が可能。

◇用途例（２）壁面検査

出典：エアロネクスト

壁面の検査用途では、プロペラ下部に全長4mの長い横棒を設置。棒の先に各種カメラ、センサーを設置することで、ビル風などの影響で従来のドローンでは近づけなかった距離まで接近できるほか、細い隙間への進入が可能になります。

◇用途例（３）橋梁検査

出典：エアロネクスト

橋梁検査用途では、プロペラの上空4mに各種カメラ、センサーを設置。橋梁付近の乱流などの影響で従来のドローンでは近づけなかった距離まで接近できる他、狭い隙間への進入が可能になります。

ハードウェアの技術的課題を解決する為に

今のドローン市場において、トンネルや橋梁、太陽光パネルなど各種インフラ施設などの検査・点検、農業分野での農薬の散布等での利用など広まりつつありますが、ハードウェア面の技術的な課題も多いことから、活用の範囲自体は限定的なものに留まっています。

このエアロネクスト社の新型ドローン「Next INDUSTRY™」では、プロペラとカメラやセンサーなどの搭載物の物理的距離を離すための機構を取り入れることで、安定性と従来ドローンでは難しかった対象物への接近、狭い空間への進入を可能としています。

そもそも今の一般的なドローンの機体の形が、あらゆる利用方法の中において最適であるとは言えません。エアロネクスト社では、まずドローンが安定してフライトができる重心制御技術を基に、それぞれの用途に合わせて最適化されています。

まとめ

従来のものと比べて見た目に特異なものがありますが、安定性の考慮と検査などをおこなう際に適した形と言えるでしょう。

ドローンで一番怖いのはやはり制御不能に陥ったり、その果に墜落することです。確かな重心制御技術で、安定した飛行ができるというのは何より大事なことであります。

個人的に地上から給電ケーブルを付けられるのが素晴らしいと思います。普通は安定性を考えると出来ないことだと思うのですが、それを可能にしてしまう程に重心制御技術が優れているということでしょう。

範囲は限られますが、バッテリー切れを気にせずフライトできるのは大きな強みと言えます。

建築物と同じように、瀬戸大橋のような巨大な構造物も当然に経年と共に劣化し、その劣化を見つけたり補修をするためにあらゆる先端の技術が使われています。

開通３０周年を迎える瀬戸大橋

ご存知の瀬戸大橋ですが、今月の１０日で開通から３０周年を迎えるそうです。もうそんなに経つのかという感じですね。瀬戸大橋は明石海峡大橋などと違い、自動車以外に列車も走っています。その数は１日に平均して、列車が１５０本、車は２万２５００台。

瀬戸大橋自体は２００年以上に渡って使用できるように設計をされているということですが、毎日これだけの数の列車や車が往来していると、それなりに負担も掛かるというもの。

日々の維持管理は必須です。維持管理方法として、基本的には肉眼目視によるひび割れなどの確認と、外壁調査などでもお馴染みの打音検査がおこなわれています。

その他では、やはり海上にあるものなので錆を防止する為の塗装が最も重要となっています。

新しく導入された赤外線カメラによる非破壊検査

その維持管理の中で、我々の得意とする赤外線カメラでの検査がこの瀬戸大橋でも導入されています。目視が難しい亀裂、特に塗装に覆われた鋼材の亀裂を見つける目的と、作業の効率化の為に導入されています。

当然、通常の赤外線カメラでの撮影という訳ではなく、赤外線カメラを複数台設置した駆動型の台車を、設置した撮影用のレール上を走らせることで撮影をしていくというものになっています。

出典：本四高速

路面からの熱が亀裂によって遮断されるので、Ｕリブに伝わる温度が低くなるという現象が起こるそうです。その温度のギャップを見ることで亀裂の場所が分かるという仕組み。

↓の動画の7:45辺りに作業風景があります。

２０１６年５月からこの赤外線カメラでの調査を導入し、橋全体の検査は５ヶ年計画をもって行うそうです。規模の大きさもそうですが、より確実に行うためにもそれだけの期間が必要になるということでしょう。

ちなみに塗装に関しては、塗装面積が甲子園のグラウンド１４０面に相当する１８０㎡もの面積となっているそうで、２００６年から塗り替えが行なわれているそうですが、現時点で６割が終わった程度ということで、全て塗り替えが終わるのには後８年は掛かるそうです。全塗替えに２０年必要ということになりますね。

開通から１８年後に塗り替えが始まったので、こうなるともう全面塗り替えが終わる前から、すぐにまた最初に塗った部分の塗り替えを始めていくような感じになっていきそうです。

まとめ

赤外線カメラなどの有用な技術は、規模の大きい小さいに関わらず、構造物を診断する技術としてかなり一般的になってきました。技術が広まるのは良いことですが、残念ながら赤外線カメラで撮影をするだけならカメラさえあれば誰にでも出来てしまいます。

赤外線調査ができる業者さんだから一番安い業者さんに頼んでおけばいいか、という考えは最も危険です。大事なのは信頼性の高い報告書・エビデンスです。

赤外線調査ができるのと、信頼性の高い報告書が出せるのかは、必ずしも全ての業者さんで残念ながらイコールにはならないと言わざる得ない現状です。報告書の次は補修改修になりますので、信頼性のない解析結果だと後々大変なことになるのは言うまでもありません。

医者で言うとレントゲンで見落としをしたり、経験不足でオペをしてしまうのと同じような状況です。単純に温度変化のある場所、ない場所に対して問題を有り無しと判断するのは早計。赤外線カメラは万能ではありません。

適切な撮影条件を満たした撮影をおこなった上で、専門的な知見とノウハウをもって解析をおこなうことで、信頼性の高い報告書は出来上がります。

赤外線調査をお考えの方は、まずその業者さんが建築物に対してのノウハウがどれほどのものなのか？そのバックボーンを見ることをおすすめします。

原因は「海上での風が想像以上に強かった」ということらしいですが、やはり性能も上がり墜落しにくくなってきているとは言え、強風の際は十分に注意する必要がありそうですね。

でも海の上だったというのは不幸中の幸いでしょうか。これが街中だったとすると怖いですね。ちなみに約１３０万円のドローンだったということで、ご愁傷さまです…

さて、本日は先日ご紹介した「ＡＩと医療用の解析技術を活用したクラックの自動検出サービス、ひびみっけ」に関する続報です。

ひびみっけとは？

先日の記事でもご紹介した「ひびみっけ」ですが、こちらはカメラやフィルムで有名な富士フイルムさんが、社会インフラの点検作業の効率化のために開発したシステムです。

出典：富士フイルム

特長はやはり富士フイルムさんが、医療用分野の画像解析システムで培った高精度な画像解析技術が使われている所です。毛細血管を検出する用途で開発した技術をもとに開発されています。

毛細血管は最も小さいもので１／１０００ｍｍ。そのレベルを解析するために開発されている物なので０.１ｍｍ程度のクラックを検出するくらいは造作も無いことだと思います。

大林組がひびみっけで短時間での自動検出手法を確立

これまでクラックの自動検出サービスは色々と存在していましたが、目視での点検と比較すると、ひび割れの検出率、ひび割れ幅の計測精度が低いという傾向があったそうです。

また、自動検出のためには対象物に接近した画像が必要となるので、必然的に撮影画像の枚数が膨大になる他、高所にある構造物になると、高所作業車や場合によってはドローンの使用が必要になり、それなりの作業時間・コストがかかるという問題がありました。

大林組では、そのような問題を解決するべく富士フイルムの「ひびみっけ」と、撮影用に特殊な高性能カメラを組み合わせ、短時間で高精度な自動検出ができる手法を確立したそうです。

出典：大林組

その精度は驚異の１００％

今までのように接近した画像を何枚も用意するのではなく、高性能カメラで遠距離からの画像も使用することが可能になったことで、大幅な効率化が図れた他、クラックの検出も0.05mm以上のものは100％検出するという優れた結果が出ています。

出典：大林組

従来では暗い場所では難しかったクラック検出ですが、それも検出することが確認できたそうで、活用できる範囲がかなり増えそうですね。

まとめ

今回の実証では、作業員が目視で見落としていたクラックさえも検出したということで、もはや人が目視でコストをかけてやる必要がないのではないかと思わせられます。

インフラなどの構造物の点検業務に大きな力となるサービスですね。ちなみにこの「ひびみっけ」はシステムを買い上げたり、月額費用がかかるものではありません。

クラウドに写真をアップすることでＡＩが自動解析をして返してくれるようになっており、ひび１shotあたり４００円から、使った分だけの従量制となっているので、ひとまずお試しに使ってみるというのもアリかもしれませんね。