次世代航空モビリティを安全な飛行へ導く独自の自動管制技術で空の産業革命に挑む「FaroStar」

FaroStar（ファーロスター）は、ドローンや空飛ぶクルマなどの次世代航空モビリティの運航を支える、自動管制システムを開発するスタートアップです。

次世代航空モビリティの衝突を回避する独自開発のAIアルゴリズムを提供し、より便利で安全な未来の空をつくることを目指します。

なぜやるのか実装間近の次世代航空モビリティ 未来の空をシステムで支える

次世代航空モビリティの研究開発が、各国で活発化しています。

欧米やアジアでは、大企業からベンチャーまでさまざまなプレイヤーが、次世代航空モビリティの実証事業に着手。著名な国際展示会などでは、各国企業が最先端の機体をPRし注目を集めています。

次世代航空モビリティは、道路に依存せず上空を最短距離で移動することが可能です。航空機よりも製造・運航コストが抑えられるとも見込まれており、実用化すれば人やモノの移動に大きな変革が訪れます。

こうした新たな産業の創出を見据え、日本でも実用化に向けた検討が進められています。

国による官民協議会は、ドローンや空飛ぶクルマの社会実装に向けた「空の産業革命に向けたロードマップ」などを策定。これらに基づき、ドローンについては2022年12月、人がいる都市部などの上空を、操縦者が目視できない範囲でも運航させられる「レベル4飛行」が解禁されました。

2023年2月には、国土交通省がこのレベル4飛行の操縦に必要なライセンスを初めて一部の操縦士に交付。機体の安全性に関する審査も進んでおり、早ければ3月にも実際の飛行体制が整う見通しです。

ドローンはすでに、農業やインフラ点検などの分野で定着しつつありますが、レベル4飛行の実現により、市街地や山間部への配送といった、物流分野への利用に道が開かれます。

また、空飛ぶクルマについては、2025年に開かれる大阪・関西万博での商用運航が計画されています。これまで機体の安全基準や操縦者の技能証明に関する検討が行われてきましたが、万博での事業化を見据え、さらなる制度設計や技術開発が加速する予定です。

こうした次世代航空モビリティが飛び交う世界の実現に不可欠なのは、モビリティそのものだけでなく、モビリティを安全な運航に導き空の重大事故を防ぐ、運航管理システムや航空管制システムです。

運航管理とは、自社の機体の運航にかかわる情報を分析し、飛行経路を策定するほか運航状況を把握して地上から運航をサポートする業務です。また、航空管制は、機体の安全を確保するために航空交通の指示や情報を機体に与える業務のことで、高度200メートル以上を飛ぶ航空機などの管制は現在、国交省や自衛隊が担っています。

国交省の計画によると、機体の運航者が高度200メートル未満を飛ぶドローンや空飛ぶクルマの運航管理を行う場合、国交省が認定した民間事業者（プロバイダ）のシステムを利用することが、2025年ごろから義務付けられる予定です。

国交省の認定プロバイダを目指す事業者にとっては、認定の取得が早いほど先行者利益が期待できますが、開発には一定のコストや高度な技術が必要で、現時点で取得を目指しているのは、FaroStarを含む国内外の数社程度に限られています※。

※FaroStar調べ

FaroStarは、早期に認定プロバイダとなることを目指し、航空産業での経験豊富な少数精鋭のチームでシステムの技術開発を行っています。開発と実証にあたっては、宇宙航空研究開発機構（JAXA）、東日本高速道路（NEXCO東日本）、自治体などと連携しています。

これまで航空機などに使われる運航管理システムといえば、大半が海外製でした。FaroStarは、高精度な国産システムの開発に先行して取り組むことで、日本の次世代航空モビリティ産業の発展と、安全で便利な世界の航空環境に貢献することを目指します。

プロダクト・ソリューション無人機の自律運航を可能にする高精度な都市交通自動管制システム

FaroStarは、ドローンや空飛ぶクルマの自律運航を支える、高精度な航空管制システムを提供し、「次世代航空モビリティがぶつかれない世界」の実現を目指します。

具体的には都市交通自動管制システム「UMTCs（Urban Mobility Traffic Control Systems ）」の開発と、そのUMTCsを活用した円滑な物流の仕組みづくりに取り組んでいます。これら技術開発や社会実装にあたっては、多数の関係者と協業しています。

プロダクト：自社開発のAIアルゴリズム「AURORA（オーロラ）」

FaroStarの都市交通自動管制システム「UMTCs」のコア技術は、「AURORA（オーロラ）」と名付けた、衝突回避のAIアルゴリズムです。

AURORAは、他の航空モビリティの識別情報を取得。さらに機体の気圧情報や高度情報を取得し、独自の計算によって位置と速度を推定します。

機体が風に流されたり空が混雑したりして、AURORAが衝突の危険性を検知すると、UMTCsが一方の機体にルート変更を指示します。衝突が回避できると、元の目的地を目指すよう指示します。

AURORAを機体に適用させて自律運航を始めると、UMTCsの管制下となります。FaroStarのシステムは他社の運航管理システムとも連携できるほか、各機体が発信している信号を探知することでAURORAを適用していない機体との衝突回避も可能とする計画です。

またAURORAは、管制する機体ごとに最適化され、ドローンや空飛ぶクルマのみならず、自律型ロボット、自動運転車などにも適用する計画です。

FaroStarは、UMTCsの技術に関して特許（第7195626号、第7215739号）を取得し、AURORAのAIアルゴリズムについては非公開としています。

こうした自動管制システムを開発している民間企業は、現状、FaroStarが唯一※です。将来的に運航者に利用が義務付けられる「運航管理」は通信大手などが開発しています。ただUMTCsは、運航管理機能に加え、自律運航後にルート変更を判断・指示するといった「管制」までできる点、同じシステムを使用していない機体でも検知できる点が、特徴となります。

※FaroStar調べ

通常の運航管理システム機能は、事前に申請した飛行計画と異なるルートを取る機体があった場合や、自社システムで検知不可能な機体が運航ルートに侵入してきた場合などは、事故を予防できない可能性が指摘されています。

このため、現在の航空機のように、機体への判断・指示は、別途モニタールームにいる人間（管制官）が行うことを想定しているシステムもあります。ただ操縦士への指示と実際の回避までには数十秒程度のタイムラグが生じるほか、1人につき5台程度の管制が限度とみられ、将来は数万人規模の人員が必要になると思われます。

FaroStarのシステムは、操縦士や管制官など人間の判断が要らず、ほぼラグが生じない状態を目指します。現在、行政が担っている航空機の管理・管制の機能を、個々のコンピューター制御で完結させる技術といえます。

こうした自動管制システムは、より安全な運航をサポートする上で非常に重要なものとなります。特にレベル4飛行で認められる市街地の飛行を計画する運航者にとっては意味が大きく、差別化を見込んでいます。

また、少子高齢化に伴う労働力不足が課題となる日本では、あらゆる場面で自動化技術が求められます。次世代航空モビリティ産業の成長と、高度なデジタル化を支える、インフラシステムとなる可能性を持っています。

UMTCsはもともと、航空管制の実務に精通した星尚男代表のアイデアによるものです。航空自衛隊や日本マイクロソフトに在籍していた星氏の知見で、従来の航空機に対する管制をドローンに応用させる仕組みを構想。2020年のJAXAのフィジビリティスタディ（技術検証）事業を通じて、システムを構築しました。

2022年には、ドローン専業メーカーとして世界初の上場を果たしたACSL【東証GRT:6232】の協力を得て、4府県内での衝突回避実験を実施しました。実験の結果、ドローンにAURORAを適用することで、ドローン飛行の安全性を高められることを明らかにしています。

FaroStarは、ACSLなど国内外のメーカーとの連携も密にしており、どのドローンでも簡単に適用できるようシステムの改良を続けています。また、一連のシステムのサイバーセキュリティ対策では日本マイクロソフトと協業、機体の探知に関する技術では防衛大学校と共同研究しています。

プロジェクト：NEXCO東日本や大阪府とともに自動管制の社会実装を推進

FaroStarの独自の自動管制システムは幅広いサービスへの展開を可能とする計画ですが、中でも急速に需要が高まる物流領域に活用していく方針です。

物流サービスを巡っては、昨今のEC市場の急拡大やドライバー不足に伴い、現在のサービスが維持できなくなる「宅配クライシス」が2024年に訪れると指摘されています。

また、各地の物流拠点から個人宅までの「ラストワンマイル」の混乱や、交通渋滞による二酸化炭素の排出増、過疎地域の配送インフラ維持など、差し迫った社会課題が山積みです。

こうした課題解決のため、NEXCO東日本や大阪府などと、UMTCsを使った物流改革に関するプロジェクトを進めています。

「ラストワンマイル」物流の課題を解決する小口配送の自動化構想

NEXCO東日本は、FaroStarとともに、次世代航空モビリティや自律型ロボットを使った、ラストワンマイル物流の改革を構想しています。

高速道路のサービスエリア・パーキングエリア（SA・PA）を物流のハブとする構想で、自動運転トラックなどがSA・PAに届けた荷物を、空飛ぶクルマなどが地域の中継点まで運び、さらに宅配ドローンや自律型ロボットが個人宅に届けることを想定しています。

ドローンにはAURORAを適用し、住宅や幹線道路の上を安全に運航させることを目指します。自動運転トラックや自律型ロボットにも適用し、位置情報の連携による高効率な配送の実現も目指します。

2022年5月にはNEXCO東日本の福島県内のSAで、UMTCsを使った自動配送の実証試験が行われました。SAを計画飛行する宅配ドローンと、ほかの飛行物の情報を、各地にあるセンサーで検知。東京都内から妨害役の別のドローンを宅配ドローンに近づけましたが、宅配ドローンがUMTCsによる衝突回避指示を受信し、安全な配送を続けることに成功しました。NEXCO東日本とFaroStarは今後も実証試験を行う予定です。

また、こうした物流の仕組みづくりに関連して、荷物の受け取りと給電が可能な「ドローンポート」付き住宅を、住宅大手ミサワホームとFaroStarで共同開発しています。2023年中に、屋上やバルコニーに設置可能なプロトタイプが完成する計画です。

さらに過疎地の配送を念頭に、歩行ロボットの活用も検討されています。2024年春には、AURORAを適用した4足歩行ロボットのプロトタイプを完成させる計画で、委託生産などによる実用化も視野に入れています。4足歩行ロボットとセットで利用できるスマート宅配ボックスの開発も行う計画です。

空飛ぶクルマの海上版「空飛ぶ船」の運航実証を目指す

海に囲まれた日本では、例えば空飛ぶクルマの海上版「空飛ぶ船」も、長距離輸送改革や離島住民の利便性向上などに資する可能性があります。

空飛ぶ船は、海面ぎりぎりの高さを時速100キロ以上で飛び、空飛ぶクルマより運航効率が高いとされますが、通常の船と混在すると速度差が大きく衝突の危険が生じます。

FaroStarの衝突回避技術は、空飛ぶ船にも対応させることが可能で、熊本高等専門学校とともに、自動管制システムを活用したパイロット不要の空飛ぶ船の共同研究を行っています。2023年2月には、試験機の初フライトを行い、一定の成果を確認しました。引き続き安定飛行に向けた改良に取り組む計画です。

またFaroStarは、空飛ぶクルマの社会実装に向けた大阪府の会議「空の移動革命社会実装大阪ラウンドテーブル」に参加しています。空飛ぶクルマや船の社会実装を後押しし、大阪・関西万博に先駆けて2023年4月から開催される咲洲（さきしま）プレ万博では、自動管制に関するブースを出展する予定です。数年後には、大阪湾での試験運航を目指します。

空飛ぶ船に対する自治体の関心は高く、長崎県とも、離島やハウステンボス、長崎空港周辺での運航を検討しています。

FaroStarが研究中の空飛ぶ船は、トラックなど陸上交通の代替となり得ることなどから、自動車関連企業などから注目を得ています。将来的には委託生産の方法で船を展開する可能性もあります。

ビジネスモデル無人機を使うあらゆる業種に対応予定 足元は関連事業で収益化

FaroStarのUMTCsは主に、次世代航空モビリティをはじめとする無人機体の利用者に提供することを想定しています。無人機体のエンドユーザーとなり得るのは、物流、航空、自動車、レジャーなどさまざまな業種の企業・個人で、運航管理事業者を通じて間接的にシステムを提供することも視野に入れています。

一方で、運航管理システムの導入が大きく進むのは、国の次世代航空モビリティに関する制度設計を経た数年後になるとみられます。このため足元では、配送車両向けのルート最適化システムの提供開発などを実施しています。

また2023年3月からは、事業ポートフォリオを生かし、官公庁やインフラ事業者向けのセキュリティ関連事業も展開する計画です。

セキュリティ関連事業では、国が指定する重要防護施設（国の中枢施設や大規模プラントなど）周辺における、国産ドローンを使った自動巡回システムや、専用設備を用いた上空の不正立ち入り監視システムを提供する計画です。

こうした公共警備の領域は、安全保障や機密情報保護、大規模災害対応などの観点から、官民ともに関心が高まっています。官公庁では海外製ドローンから国産への置き換えが進んでいます。FaroStarでは、自動管制技術を応用した専用システムを開発しており、サービスの展開により公共セキュリティにも貢献したいと考えています。

市場の成長性世界のドローン市場は2027年に20兆円超、空飛ぶクルマ市場は2050年に100兆円超に成長へ

技術や法整備の進捗により、次世代航空モビリティ市場は今後、急成長することが見込まれています。

2027年の商業用ドローンの世界市場規模は約21.9兆円に達すると予測されています。また空飛ぶクルマは2030年代以降に各国で定着し、2050年の世界市場規模は100兆円超へ成長すると予想されています※。

※出所：PRECEDENCE RESEARCH「COMMERCIAL DRONE MARKET SIZE」、矢野経済研究所「2022年版 空飛ぶクルマ市場の現状と将来展望」、1ドル=135円換算

FaroStarがまず展開を見込む日本でも大きな成長が見込まれ、ドローンビジネスの国内市場規模は2027年度に8,000億円規模になると予想されています※。

※出所：インプレス総合研究所「ドローンビジネス調査報告書2022」

空飛ぶクルマの国内市場規模も、2040年に約2.5兆円に上る可能性があると指摘されています。

※出所：PwCJapanグループ「"空飛ぶクルマ"の産業形成に向けて」

特にFaroStarが社会実装へ取り組む物流分野は、次世代航空モビリティの利活用が進むと予測されています。2021年度の宅配便取扱個数は、49億5,323万個で、1991年度の約5倍に増えました。

※出所：国交省「令和３年度 宅配便取扱実績について」

将来はさらなる配送需要増加が見込まれる一方、深刻なドライバー不足により、現状の宅配個数の一定割合がドローン配送に置き換わるとも予想されています。同様に、長距離輸送の一部が空飛ぶ船に変わり、交通分野では、新たな地域の足に空飛ぶタクシーが活用されるとも期待されています。

FaroStarは、従来の物流や交通を次世代航空モビリティに置き換えることなどで生じる、自動管制システムニーズに応えることを目指します。

事業戦略・マイルストーン制度に先んじて社会実装を進め、2024年に認定プロバイダを取得計画

次世代航空モビリティ産業のインフラシステムとなるには、国交省による認定プロバイダとなることが重要です。認定プロバイダの要件は現在国などで検討されており、2023年中には詳細が決まるとみられています。

FaroStarは早期認定と早期導入を目指し、認定要件の確定に先だってすでにACSLやNEXCO東日本などとの共同実証試験を実施してきました。高速道路や鉄道、市街地の上空を運航するにはたくさんの検討事項が存在します。ACSLやNEXCO東日本などとの実証試験を踏まえ、FaroStarは国や自治体との協議で、制度設計に向けた提言も行っています。

また物流領域への展開を後押しするため、2023年には配送事業者やミサワホーム、NEXCO東日本との合同配送試験を行い、埼玉県寄居町に試験場「FaroStarLABO」を完成させる計画です。こうした試験で得られた結果なども、提言に生かしていく考えです。

2024年には国交省の認定を得て、2025年ごろの義務化に備える計画です。自動管制が可能なFaroStarのシステムは、他社システム以上に安全性が高いとFaroStarは考えています。国内はもちろん、海外でも導入実績を増やし、UMTCsを国際標準とすることも目指したいと考えています。

2025年の大阪・関西万博も、ビジネス展開上のチャンスとなります。FaroStarの技術を発信し、取引先や協業相手の拡大につなげたいと考えています。