ドローン用のワイヤレス給電に関する技術的進歩により、「無限のバッテリー寿命」という概念が実験室から実用化へと押し上げられています。関連ソリューションが成熟し続けるにつれて、将来的には、リスクの高いミッションや長期のミッションを実行する際に、充電のために定期的に自宅に戻る必要があるという制約がドローンから取り除かれることが期待されています。
現在、業界は 2 つの技術的経路の探索に焦点を当てており、そのうちの 1 つは電磁波に基づく遠距離無線電力供給です。早ければ2021年にも、米国国防高等研究計画局（DARPA）は、見通し内条件下で空中ドローンを正確に位置合わせして充電できる遠距離電磁波送信システムを開発するために、テキサス大学の学者イファナ・マブブ博士に75万米ドルを資金提供した。 2025 年に彼女は KinetixBeam という会社を設立しました。同社はフェーズド アレイ、再構成可能なメタサーフェス レンズ、コンフォーマブル レクテナを使用した長距離ワイヤレス給電システムの開発に注力し、ドローンなどのプラットフォームの遠隔充電ニーズをターゲットにしています。
もう1つの技術的ルートは、同じくDARPAが主導するレーザーベースの光無線エネルギー伝送です。同庁は、ニューメキシコ州で永続光無線エネルギーリレー（POWER）と呼ばれるシステムをテストした。 Teravec Technologies が開発した特別に設計された送信機と受信機を介して、800 ワットの電力をレーザーで 5.3 マイル (約 8.6 キロメートル) の距離に送信することに成功し、光エネルギーの長距離送信の新記録を樹立しました。このソリューションはスケーラブルな技術とみなされており、将来的には UAV プラットフォームに統合されることが期待されていますが、現在の検証はまだ地上機器に基づいています。
工業化プロセスをさらに進めているのが、ワシントン州ケントに本社を置くエンジニアリング会社、PowerLight Technologies です。この会社は、20年近くにわたってレーザー電源の分野に深く関わってきました。同社は昨年12月、開発した送電システムの実機試験で、高度約5000フィートを飛行するドローンにキロワット級の電力を無線で伝送することに成功したと発表した。また、目に見えないレーザー光線は、キロメートルレベルの距離にわたってエネルギーを安定して伝送できるとも述べた。
この目標を達成するために、PowerLight は、複数の安全機構とリアルタイム制御および監視モジュールを統合しながら、リアルタイムで空中ドローンを追跡およびロックオンする機能を備えた、展開可能で操作性の高い地上ベースのレーザー発射システムを開発しました。これは、上空を巡航するドローンを継続的に充電するために、送信機を最適な位置に設置または牽引できることを意味します。パワーライトはテストで、米海軍と陸軍が使用するクラウス・ハムダニ・エアロスペース社の長期耐久型電動ドローン「K1000ULE」に搭載された重量約2.7キログラムの新しい受信機を使用した。
技術的な観点から見ると、PowerLight のシステムは、まずバッテリー内の電気エネルギーを高強度の光に変換し、次にビーム整形光学コンポーネントを使用して、目に見えないレーザー ビームの形でドローンの受信デバイスに光を照射します。受信側は太陽電池アレイを利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換し、ドローンの搭載システムとバッテリーを充電します。同社は、送受信サブシステムが最終検証段階に入り、今年中にK1000ULEをベースにしたシステム全体の統合飛行試験を実施すると発表した。
これらの技術が成熟し、実際の戦闘用途に導入されると、軍事偵察、捜索救助任務、石油やガスのパイプライン検査、その他の分野における高耐久ドローンの能力は大幅に向上し、バッテリー容量に厳密に「縛られる」ことはなくなるでしょう。都市環境では、ワイヤレス給電はドローンが交通管理や大気質監視などのタスクを長期間実行できるようにすることも期待されており、それによって地上インフラへの負担を増やすことなく、都市運営に新しいデータとサービスのサポートを提供します。