UAMとは何か？
アーバンエアモビリティ（Urban Air Mobility：UAM）とは、高度に自動化された航空輸送システムのことです。UAMの究極の姿は、一般的に認可された高度以下で飛行し、町や都市、郊外でも活動できる航空機です。
過密な地上交通システムに対応するためでもありますが、このような高所での飛行には、航空機の安全性と環境に対する広範な認識が必要です。UAMのエコシステムは、オペレーション、空域へのアクセス、都市・郊外の開発、そして航空機の周辺環境との総合的な関わりで構成されています。
UAMは、低高度でどんな地形でも飛行できるように設計されています。
新しいマーケットの可能性
最近注目されている自律型システムには、旅客、荷物、災害救助などの輸送に利用されているシステムがあります。Uber ElevateやAmazon Prime Airなどの新しい事業者がこの市場に参入し、Airbus、Bell、Boeingなどの既存の航空会社に加わっています。同時に、自動車メーカーもこの分野に参入し、CES 2020で発表されたHyundai S-A1のようなエアタクシーのデモ機を相次いで発表しています。スタートアップ企業は、ハードウェアだけに留まらない価値を引き出すために、サポートサービスやオペレーション事業に取り組み始めています。一方、米軍や防衛分野の主要なコントラクターは、独自の自律型システムを開発し、古いプログラムを置き換えたりアップグレードしたり、航続距離、耐久性、荷重、自律性、コスト、複雑性に関する性能向上策を提案しています。
無人航空機、地上管制塔、無人飛行管理システム（UTM）など、インテリジェントエッジで連携するこれらのデバイスは、ソフトウェアとサービスによって推進されています。
高まるソフトウェアの役割
今後2～3年の間に、AAM/UAM産業は、コンセプトがプロトタイプに、サブスケールの航空機がフルスケールのモデルに、マニュアル操作のシステムが高度に自動化され、場合によっては自律化されたものに成熟するにつれ、大きな変化を遂げることになるでしょう。
市場が成熟するにつれて、ソフトウェアはより大きな価値を持つようになります。特に、オペレーターが新しいミッションやユースケースに合わせて設計を適応・進化させることができるようなソリューションが重要です。目標は、航空機が数時間のうちにタスクを切り替えられるようにすることです。
図1. 実現できる技術
AAMとは何か？
次世代エアモビリティ（Advanced Air Mobility：AAM）とは、都市部だけでなく、さまざまなユースケースにおいて、航空機全体を考慮したUAMの拡張・拡大を意味します。
AAMにとって離着陸能力は非常に重要です。電動垂直離着陸機（eVTOL）は、現在の輸送手段では不可能な方法で、人や物が場所を移動することを可能にします。しかし、eVTOLが直面する技術的な課題として、システムの設計、開発、安全性、セキュリティがあります。
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図2. DevSecOpsは、使い慣れたDevOpsのプラクティスにセキュリティが追加されています。
DevSecOpsツールは、開発ワークフローをセキュアにし、システムに脆弱性がなく、運用中も安全であることを保証するのに役立ちます。アジャイルソフトウェア開発を自律型航空機や電動垂直離着陸機（eVTOL）システムの製造に取り入れるには、開発者は仮想化、コンテナ化、オーケストレーション、自動化、商用オフザシェルフ（COTS）ソフトウェア、構成管理ツールなどのソフトウェアツールやテクノロジーを組み込む必要があります。自律型航空電子システムのアプリケーション、システム、および運用を継続的に更新、デバッグ、および改善するには、デジタルフィードバックループを介したデータの恒常的なフローが不可欠となります。
UAM調査の主な結果
ウインドリバーは、UAM市場における戦略的課題、ユースケース、関連動向の詳細を明らかにするため、Endeavor Business Mediaに委託してWebベースの調査を実施しました。この調査は、無人航空機システム（UAS）プログラムを現在実施または計画している企業が直面する、サイバーセキュリティ、安全性、サブシステム開発に関する具体的な課題を定義することを目的としています。2019年6月中旬から7月上旬にかけて実施された調査の回答者の募集には、Military & Aerospace Electronics誌のデータベースから厳選された事前資格者リストが使用されました。
UAMは、政府や機関のビジネス戦略の一部となりつつあります。
最初のユースケース
UAM市場は、政府・機関向けのユースケースが中心で、民間向けには交通機関やデータ収集サービスなどが最初のアプリケーションになると予想されています。
- 最も多く挙げられてたUAMのユースケースは、「監視、地上交通、法執行業務」や「緊急医療搬送、救助活動、人道的任務」でした。
- 回答者は、「輸送サービスの収益化」と「データ収集サービスの収益化」が最も成功するビジネスモデルであると予想しています。民間企業がUAM市場に参入する際の最初のユースケースとなる可能性が高いことがわかります。
初期段階と今後の予想
UAMは現在まだ開発の初期段階にありますが、今後1〜3年のうちに、多くの回答者の組織のビジネス戦略に重要なUAMプログラムが組み込まれると予想されています。
- 回答者の組織のうち、戦略的に最も重要なUAMプログラムの開発サイクルにおいて、「プロトタイプ/実証実験」または「デプロイメント」段階にあるのはわずか11％でした。
- しかし、この状況は変わりつつあります。この調査の回答者のほぼ半数（46％）が、「今後1～3年の間にUAMが（自分の）組織のビジネス戦略の重要な部分を占めるようになる」と回答したのです。
主な課題
UAM市場の拡大を阻害する要因としては、以下の3点が挙げられますが、その他にも様々な課題があります。
- 回答者が挙げた最大のUAMのハードルは、地上と機内の人々の安全確保（73%）、社会受容性の獲得（53%）、国家空域での運用に必要なサイバーセキュリティと安全認証の遵守（53%）でした。
- 自由形式の質問で特定されたその他のUAMの課題および/または機会には、サブシステムの開発（例：AI、多目的プラットフォーム、システムの信頼性）、UAM産業の規制および規格（例：運用契約、指揮統制構造、従来の航空交通との統合）、UAM市場の主要なビジネス課題への取り組み（例：既存サービスとの競争、収益性ループの閉鎖、重大事故の際の責任）などが含まれます。
規格を軸とした整合性
サイバーセキュリティと安全規格の遵守が重要であると考えられていますが、UAM業界における具体的な規格について、より強い共通認識が必要であると考えられていす。
- 一般に、サイバーセキュリティの規格として最も言及されているのはISO 27000シリーズですが、これに言及した回答者は47%にとどまりました。さらに43%が依然として「認証/承認要件」が組織のコンプライアンスを妨げる最も大きな障害であると指摘しています。
- アンケート回答者の大多数（69％）は、有人都市航空機と無人都市航空機は同じか同等の安全手順と認証に従うべきだと考えていますが、無人航空機に適用される規格はより厳格であるべきだと感じている人もいます。具体的にどのような安全規格が適用されるかについての十分なコンセンサスはまだ得られておらず、主要な2つの規格を挙げた回答者はそれぞれ40％以下で、「FAA Part 107」は40％、「FAA Part 23/EASA CS-23」37％でした。
- しかし、COTSコンポーネントについては比較的強いコンセンサスが得られており、80%の回答者が使用する可能性があると回答しています。また、安全・セキュリティ技術については、「ソフトウェアおよび/またはハードウェアプラットフォームに組み込まれる」ことを望む声が66％と比較的強くなっています。
アプリケーションの役割
UAM市場を成立させる上で、UASサブシステムは重要な役割を果たします。複数のアプリケーションを同時に実行し、既存のアプリケーションを現行または次の設計に移行することができるシステムの能力を期待していることが分かりました。
- 93%の回答者が、無人航空機のサブシステムには、複数のアプリケーションを同時に実行できることが必要だと回答しています（例：ナビゲーション/GPS、衝突回避機能）。
- 統合・追加する主なアプリケーションとしては、リアルタイム（71％）、セーフティクリティカル/認証（63％）、AI/機械学習（47％）です。
- ほとんどの回答者（83%）が、「既存のアプリケーションを現行または次の設計に移行することができる」能力を、少なくとも「ある程度重要である」と考えています。
- 最も好まれるOSは「何らかのLinux」（61％の回答者が、7つ以上の選択肢から回答）、次いで「Google® Android® 」(36%) 、 Microsoft® Windows®」 (33%)となっています。ハードウェア/プロセッサでは、Intel® Xeon®、 Core™ i5/i7、Atom® (62% )、Arm® Cortex A5x、A7x、R5x (40%)が好まれていることがわかりました。
ウインドリバーのアプローチ
Wind River Studio
インテリジェントシステムの開発、デプロイ、運用をモダナイズまたは変革する航空宇宙・防衛開発チームにとって、Wind River® Studioは、インテリジェントエッジでのセキュアなコラボレーションを実現します。Wind River Studioは、複数のOSやハードウェアアーキテクチャを使用するさまざまなプロジェクトを、一元管理によって容易に拡張し同時に実行できるように設計されています。
» 詳細はこちら
Wind River Studioのクラウドネイティブなツールセットは、インテリジェントエッジにおけるチームのコラボレーションをサポートします。
RTOS
Wind River Studioの市場をリードするリアルタイムOS（powered by VxWorks®）は、アプリケーションデプロイメント用のコンテナ（コンテナ化を実現した最初で唯一のRTOS）のほか、C++17、Boost、Rust、Pythonなどをサポートしています。VxWorksは、DO-178C、IEC 61508、ISO 26262、ARINC 653、POSIX®、FACE™などの厳しい業界標準に準拠しながら、調達コストと認証コストの削減が可能です。商用オフザシェルフ（COTS）標準と安全認証エビデンスにも準拠しています。
» 詳細はこちらLINUX OS
Wind River StudioのLinux OS（powered by Wind River Linux）は、ミッションクリティカルなアプリケーション向けに、ミリタリーグレードLinuxを提供します。これは、アクセス制御メカニズムや侵入検知・防止ツールなどのシステムレベルのセキュリティ強化と、デプロイ済みのデバイスの長期的なセキュリティアップデート戦略を組み合わせたものです。検証、保守、サポートされたソースコードと、CVE監視などの包括的なサービスにより、Wind River Linuxは、ISO 9001およびFACE Technical Standardに定義されるオペレーティングシステムセグメント（OSS）のGeneral Purpose Profile（GPP）に適合していることが証明されています。
» 詳細はこちら仮想化OSプラットフォーム
Wind River Helix Virtualization Platformおよび業界をリードするVxWorks 653をベースとしたWind River Studioの仮想化ソリューションは、マルチOSやミックスクリティカルなアプリケーションを単一プラットフォーム上で統合、分離することが可能です。お客様の航空宇宙・防衛システムの簡素化、セキュリティの確保、将来性の確保を実現します。
» 詳細はこちらシミュレーション
リスクを低減し、市場投入までの時間を短縮するために、Wind River Studioシミュレーション（powered by Wind River Simics®）を利用して、複雑なシステムのデジタルツインを作成し、ペネトレーションテストなどの仮想サイバーテストを実行することができます。システムシミュレーションと自動化テクノロジにより、お客様の製品のライフサイクルを通じてアジャイルプラクティスを可能にします。
» 詳細はこちら業界標準対応
ウインドリバーは、ARINC 653、FACE、RTCA DO-178BおよびDO-178C、IEC 61508、POSIXなどの業界標準をサポートし、テクノロジーサプライヤがより簡単かつコスト効率の高い方法で、航空宇宙・防衛産業の厳しい要件を満たすことを可能にします。
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