館内物流最適化WG

ドローンを活用した建物内物流に関する研究

研究リーダー
東京大学 先端科学技術研究センター 特任講師
江崎 貴裕 ／
三井不動産 イノベーション推進本部
産学連携推進部 統括 藤塚 和弘

マンションやオフィス、ホテルなどの高層建物内で荷物を届ける手段として、従来のエレベーターに加え、ドローンを活用できないか。社会実装するための研究に取り組むのは、東京大学の江崎特任講師と三井不動産の藤塚。数理モデルを使ったシミュレーションと、実物大の建物での実証実験を経て、ビジネス課題の解決を目指します。

高層建築内の配送手段としてのドローン活用を、数理モデルを使って検証・実証する

  • 藤塚 和弘

    三井不動産
    イノベーション推進本部
    産学連携推進部

  • 江崎 貴裕

    東京大学
    先端科学技術研究センター

高層ビル内でのドローン配送サービスを社会実装する

藤塚
藤塚
三井不動産では、高層のオフィスやマンション、ホテルなどを開発していますが、こうした環境での配送手段は、エレベーターだけでは不便ではないかと感じていました。そこで2022年12月からドローンのレベル4飛行（有人地帯での補助者なし目視外飛行）が可能になったことをきっかけに、市場に出ている機体を調べてみると、エレベーターと同レベルの上昇／下降スピードを持っていることが分かったんです。このスペックのドローンがあれば、例えば部屋から出たくないシーンで、「今すぐに温かいおでんを食べたい、アイスクリームが欲しい」と思ったとき、低層階にあるコンビニから直接届けてもらうことができるのではないか、と考えました。
江崎
江崎
エレベーターはキャパシティが大きいので、一度に大量の荷物を運ぶことには適していますが、各階から商品のオーダーが入るたびに行き来するのは、かなり時間がかかりますし、その間にまた別のオーダーが入ってくると、待ち時間はどんどん伸びてしまいます。一方ドローンなら、各階へ個別に配送ができる上、台数を柔軟に増減させることで、オンデマンドな需要に応えることもできる。それぞれの強みを生かして、使い分けたり組み合わせたりしていくことで、より最適化された物流のモードをつくり出せるはずなんですね。
藤塚
藤塚
おっしゃる通りです。当初は災害時にエレベーターが動かなくなった際、物資の搬送手段としてもドローンの活用を考えていました。しかし、ドローンは日常的に使っていないと、いざという時に飛ばすことができませんし、いつ起こるか分からない災害に対して待機させておくのは、経済合理性にも欠けます。そこで、ドローンによる配送サービスをビジネスとして成立させるための課題を洗い出すために、江崎先生が専門とされている「数理モデル」を活用できないかと考えました。

数理モデル×実証実験で、精度を高めていく

江崎
江崎
「現実にあるものを数学的に表現する」というのが、数理モデルの基本的な考え方です。つまり、数式を使って現実のコピーをつくり出すことができるんですね。このコピーを使って、現実には未だないものの予測や検証が行えるわけです。

ドローンによる垂直配送システムの概略図

藤塚
藤塚
私が特に感銘を受けたのは、「数理モデルはシンプルであるほど、問題の本質を捉えやすい」という考え方でした。デジタルツインでできるだけリアルにシミュレーションしようという安直な発想と対極であることが面白い。この研究も、一番シンプルなモデルをつくることから始まりましたね。
江崎
江崎
はい。まずはドローンの動きを再現したモデルをつくり、仮の需要を設定しました。その上で「ドローンがこう動くと何が起こるのか」「需要に対してドローンは何台必要なのか」「ドローンではなくエレベーターで配送した場合、どう変わるのか」などといったシナリオをシミュレートし、比較していく。これが現在取り組んでいる第一段階ですね。ただし、このモデルは仮定を基につくられているため、現実で同じようにオペレーションしようと思っても、上手くいかないことの方が多いはず。そこで実証実験を行い、「荷物の取り付け・取り外しにはどのくらいの時間が必要なのか」「バッテリーの交換には何秒かかるのか」といったリアルな課題を明らかにしていくのが、第二段階ですね。これらの結果をモデルにフィードバックし、シミュレーションの精度をより現実に近付けていくつもりです。
藤塚
藤塚
実証実験に向けて、ドローンの着陸方法や荷物の受け渡しの仕方をどのように整理していくかは、まさにいま先生と議論を重ねている最中ですね。
江崎
江崎
三井不動産さんと取り組む上では、常に現実に即した問題が挙がってきます。数理モデル上であれば何でもできてしまうわけですが、現実には経済合理性をはじめ、さまざまな制約がありますから。そうした中で、原理的に実現でき、かつビジネスとして成立させられる形を探っていくのは、この研究ならではの面白さだと感じています。