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ドローン仏PJ・ドローンに仏像を載せる!

ドローンに仏像を載せる!

実録ドローン仏プロジェクト Vol.03

ドローン『TELLO』に仏像を載せよう!

ここからはトイドローン『TELLO』に仏像を載せて様々な検証したことについてです。
*ドローン仏プロジェクトは飛行テストをはじめ、各種テストを何度も何度もを繰り返し安全性を高めております。
*ドローンに何か搭載して飛行させる場合は何も搭載しない時よりも安定性が損なわれる場合があり危険ですので、十分な安全を確保の上、自己責任で飛行させてください。

TELLOの挙動、ペイロードをテスト!

TELLOのスペックを最大限に引き出すために、まずはTELLOそのものを徹底的に検証して、知る必要があります。
今回の『ドローン仏』を成功させるために必要かつ重要な飛行テストです。

仏像搭載時の飛行テスト項目は以下に通りです。
1)重量
2)飛行時間
3)バランスと搭載位置
4)制御方法

ここではドローンに搭載する『ドローン仏さま』のサイズ決定までの奮闘を中心に紹介します。
その他については別にドローンそのものについての記事に譲ります。

仏像を載せる?!

まず、「重量」、つまり、載せる仏像の重さです。
先ほどのTELLO搭載能力(ペイロード)のテストから40gまでは搭載でき、そして、飛行もできることがわかっています。

最初にテストした仏像は「35g」でした。
持ち上がるには持ち上がりますが、とにかく、TELLOの姿勢が不安定でした。

この状態からアクロバット飛行とまでは行かないまでも、様々な動き、姿勢を検証しましたが、とにかく、不安定極まりない状態でした。

何度も何度も墜落し、仏像がバラバラに・・・
そうなんです、TELLOに載せる仏像は木製ではないんです。
この時点で既に仏像は3Dプリンターによる樹脂製(協力:株式会社キャステム)によるものでした。つまり、先ほどテストしてばらばらになった仏像は樹脂製で重さが「35g」ということになります。

最初にテストした仏像は見た目も大きく、ボリューム感があるようにしていたのは、やはりドローンに載せた状態でも存在感が損なわれないようにとの配慮からでした。
しかし、安定した飛行をするにはこの大きさでは無理だと結論づけ、ここからは少しずつ小さく3Dプリンターされた仏像を準備し、飛行テストを繰り返しました。
たくさんテストを繰り返す中で「重さ」だけでなく、「高さ」も安定した飛行に大きな影響を与えることがわかりました。

ペイロードの他、「3次元の動き」も!

テスト開始直後は搭載能力(ペイロード)を意識しすぎて「重さ」ばかりに気を取られていましたが、物理の話でもあるので、「3次元の動き」も当然、重要だと思い出しました。
「3次元の動き」とは“ローリング(X軸)”、“ピッチング(Y軸)”、“ヨーイング(Z軸)”と3軸に分解した物体の動きです。
モータースポーツチームでラリーカーの開発に取り組んでいた時の知識が役立ちそうです。

「3次元」の動きなど詳しくは改めて別の記事にて紹介しますが、ここでは搭載能力(ペイロード)に加えて、搭載する仏像の高さも課題設定し、こちらも積極的にテストを繰り返しました。

とにかくダウンサイジング!軽量化!

三浦耀山仏師には台座がない状態を提案していましたが、この阿弥陀如来様は台座があることを前提で制作しているので、無いのはその意味でバランスが悪いということでした。
そこで、台座の高さを半分にしたモノを準備し、テスト・・・しましたが、まだ飛行姿勢、動きに納得ができません。
台座は必要、そして、存在感を出すためには小さ過ぎるサイズ感もダメで、それなりに高さも出していかねばなりません。
もちろん、軽量化もしなければなりません。

大きさ(全長/高さ)は「100mm」、重さは「18g」まで絞り込むことができましたが、開発者こそ絞り込まなきゃいけない体型なのに、このドローン仏さまは、あともう少しだけ絞り込みたいと思いました。さて、どうする?

うーん・・・と少し考えて、台座の高さを半分にしましたが、その薄くした台座をそっくりそのまま発泡スチロール製に変更することを三浦仏師に提案しました。そう、仏像自体はそのままのサイズ感、しかし、軽量化はできるんじゃないかと。

ここから樹脂製の台座の無い仏像を準備し、変わりに発泡スチロール製の台座を制作し、あとはテスト、テストで、結果は大成功でした。
発泡スチロール製の台座を含めて大きさ(全長/高さ)は「100mm」を保ちながら、重さは「12g」までダウンサイジングできました。

さぁ、いよいよこれでドローン仏さまのサイズ感は決定です。

ドローンに「搭載」する場合のバランス

ドローンで「吊り上げる」のではなく、「載せる・乗せる」場合のバランスについて重要なので詳しくは改めて別の記事に譲って、ここでは簡単に紹介します。

自動車と同じことが言えるのですが、重量物はドローン機体の中心軸(重心)に寄せなければなりません。
それは重量物が中心軸(重心)から離れれば離れるほど運動性能が落ちるからです。
例えば、人間でもジョギングする際、頭の上に重い荷物を載せたり、腕を伸ばしたまま、その先に重いカバンを持って走るとすれば、どうですか?
恐らく頭や腕の先がいつも以上に振られて、走りにくいはずです。これと同じです。

慣性モーメントは「物体中心(重心)から距離」×「重さ」に大きく影響されます。
したがって、できるだけ中心(重心)に近いところに寄せる必要があるのです。

さて、TELLOのバランス(重心が取れる位置)は写真の通り(抹茶色の円形の位置)ですので、もし何か載せて飛ばす場合は参考にしてください。

ただし、TELLOの上面のカバー(主に白)部分は前傾になってて傾斜がついているので、高さがあるものはほんの数ミリは後ろ(TELLOのロゴがある方)にズラして設置すると良いと思います。

TELLOだけでなく、ドローンに何か搭載する場合(吊り下げる場合も)、搭載物がドローンの中心(重心)に必ず位置するようにしましょう。

ドローンに仏像を載せての飛行テストは無事に終わりました。
ドローン仏プロジェクトもこれで佳境ですね!