Our mission is...

  "Exploring Aerospace Mobility in the World as a Laboratory"

世界を実験室とした、次世代航空宇宙モビリティの価値共創を目指す

The first project is titled, "Research and Development of a New Air Traffic Control Support System through Implementation of Methods to Improve the Efficiency of Development and Upgrade Processes for Control Information Processing Systems" (under the Ministry of Land, Infrastructure, Transport, and Tourism's Transport and Transportation Technology Development Promotion Program). 

To ensure aviation safety, it is essential to introduce a new system that supports air traffic controllers’ tasks. However, to achieve this, it is urgent to reduce lifecycle costs and improve productivity for control information processing systems. In this project, industry, academia, and government will collaborate to propose and implement methods to streamline the development and upgrade processes for these systems, thus enabling the research and development of a new control support system. Specifically, at the design stage of system functionality and user interfaces, we will develop a method that combines a research-focused air traffic control simulator with virtualization technology and a cloud-based training simulator. A demonstration study evaluating the effectiveness of the proposed approach will be conducted, focusing on the Arrival Manager/Departure Manager (AMAN/DMAN) integrated operation system and contrail reduction support systems, which are expected to be implemented in the near future.

The AMAN/DMAN integrated operation system is an automated system that assists controllers by determining time slots for takeoff and landing approximately 30 to 40 minutes before the aircraft uses the runway, providing guidance on runway assignment and target speeds to help the arriving aircraft land within its designated time slot. The contrail reduction support system is an automated system designed to assist controllers and pilots in guiding aircraft along routes that reduce contrail formation, which contributes to global warming.

ひとつ目は、"管制情報処理システムの開発・改修プロセス効率化手法の実装による新たな管制支援システムの研究開発"(国土交通省 交通運輸技術開発推進制度)です。航空安全の確保に向けて、管制官の業務を支援する新システム導入が不可欠ですが、新たな管制支援システムの実装を実現のためには、管制情報処理システムのライフコスト削減と生産性向上が喫緊の課題となっています。そこで本プロジェクトでは、産学官の連携により、管制情報処理システムの開発・改修プロセスを効率化する手法を提案・実装し、新たな管制支援システムを研究開発します。具体的には、管制支援システムの機能・UI設計の段階で、仮想化技術を導入した研究用管制シミュレータとクラウドベースの管制訓練用シミュレータを組み合わせて活用する手法を開発します。提案手法の有効性を評価する実証研究は、近い将来の実装が見込まれる管制支援システムであるAMAN/DMAN（Arrival Manager/Departure Manager）統合運用システムおよび飛行機雲削減支援システムを対象に実施します。

AMAN/DMAN統合運用システム とは、航空機が滑走路を使用する30〜40分前に離着陸の時間枠 （スロット）を決定し、到着機には目標スロット内に着陸するよう、管制卓に滑走路割り振りと速度調整の目標値を示して管制官を支援する自動化システムです。飛行機雲削減支援システム は、地球温暖化の原因となっている飛行機雲の発生を抑止する経路に航空機を誘導するよう、管制官・パイロットを支援する自動化システムです。

The second project is titled, "Research on Airport Systems and International Collaborative Airport Networks to Enhance Aviation Safety in Japan and ASEAN Countries" (under the Japan Society for the Promotion of Science’s Grants-in-Aid for Scientific Research: Fund for the Promotion of International Joint Research (International Collaborative Research)). Ensuring the safety of airport operations is an urgent issue, but the methods for designing and operating airports to prevent aircraft accidents have not yet been fully clarified. Additionally, due to increasing demand for international air traffic, there is growing concern about a potential future shortage of air traffic controllers in Japan and ASEAN countries.

To address these issues, this international joint research project aims to improve aviation safety in Japan and ASEAN countries. By combining the expertise of our research partner, in optimizing the structure (patterns) of air traffic at airports and in airspace with dynamic control methods (such as for departure and arrival times) and air traffic simulation technology, we aim to develop (1) methods for designing and operating airports and surrounding airspace (flight paths) to prevent aircraft accidents and (2) an internationally coordinated airport network to address potential future air traffic controller shortages.

ふたつ目は、"日本とASEAN諸国の航空安全を向上する空港システムと国際協調空港ネットワークの研究 "（日本学術振興会 科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(海外連携研究) ） です。空港運用の安全確保は危急の課題ですが、航空機事故を抑止する空港の設計・運用方法は明らかになっていません。日本・ASEAN諸国では、国際航空交通の需要増加のため、将来的な管制官不足も懸念されています。そこで本国際共同研究は、日本・ASEAN諸国における航空安全の向上を目指し、空港・空域における航空交通の構造（パターン）最適化手法と、航空交通の（出発・到着時刻等の）動的制御手法および航空交通シミュレーション技術を組み合わせて発展させることで、①航空機事故を抑止する空港および周辺空域（飛行経路）の設計・運用手法および ②将来的な管制官不足を補う国際協調空港ネットワークの構築を目指します。

The Aerospace Mobility Lab will continue to accelerate interdisciplinary international research projects.

航空宇宙モビリティラボは、これからも学際的な国際共同研究プロジェクトを加速させます。

International Workshop

On June 12th 2024,  We hosted "Singapore - Japan International Workshop Toward Sustainable Air Transportation in Asia-Pacific Region". We had the honor of inviting Mr. Patrick KY, Chief Executive Officer of International Centre for Aviation Innovation (ICAI), and Mr. Tan Yean Guan with The Civil Aviation Authority of Singapore (CAAS) from Singapore. We will enhance our Singapore - Japan collaborative R&D in Air Traffic Management, Air transportation, and Airport Operation. 

International Centre for Aviation Innovation (ICAI) 最高経営責任者のパトリック・キーさん、シンガポール航空局のTan Yean Guan さんを招いた国際ワークショップ "Singapore - Japan International Workshop Toward Sustainable Air Transportation in Asia-Pacific Region" を主催しました。これからも、航空交通管理、航空輸送、空港運用をテーマに、シンガポールと日本の国際共同研究を促進します。Gallery を更新しました！

2024年6月12日 東京大学先端研にて

この度、航空機事故の再発防止に向けた建設的な提言について取材を受けました。以下に、伊藤教授のコメント原文を掲載します。

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航空機事故は、通常起こらない複数の事象が連鎖して引き起こされます。今回と同様の事故が再発しないよう、事故に至った経緯を解明して分析し、法整備や新しいテクノロジーの導入につなげるべきです。

まず、航空機事故に至った経緯の解明は、運輸安全委員会の事故報告を待たなければなりません。公正な原因解明があってこそ、事故から教訓を得て、再発防止策をつくることができるからです。

そのためには、航空機事故の責任を特定の個人・組織に負わせないよう、日本の法律で定めるべきです。航空交通は、機械、コンピュータ（ソフトウェア）、複数の人間社会（組織）から構成される複雑なシステムによって管理されています。どんなに努力をしても、機械やコンピュータの故障とヒューマンエラーを完全に無くすことはできません。そこで、このような故障やエラーが航空機事故につながらないよう、航空交通システムを設計し運用しなければなりません。このような航空交通システムの性質上、航空機事故の犯人を追及することは不可能であるだけでなく、再発防止の妨げになります。

将来の航空交通を安全に管理するためには、管制官やパイロットを支援する新しいテクノロジーが不可欠です。例えば、通信・航法・監視のインフラを活用し、空港を離着陸するすべての航空機の飛行情報を共有して、航空機の安全間隔を確保する自動化システムの研究開発が進められています。

このような自動化システムの設計思想に、管制官やパイロットが気づかないように自動化システムが安全に航空交通を整理する、というものがあります。例えば、出発機を自動でモニタリング（把握）しながら滑走路に進入する時間を制御したり、到着機の速度を少しずつ減速しながら着陸時間を調整したりする自動化システムなども考えられます。将来的には、管制官とパイロットの音声通信ではなく、データリンクで航空管制に必要な情報を共有するシステムも考えられています。

ただ、航空機に新しい機材を搭載する場合はコストがかかるため、普及させるには経済的効果・支援が必要です。また、新旧の機上搭載品が入り混じる航空交通を、どのように安全に運用するのか、といった課題もあります。このような課題を解決するためには、産学官の国際連携による航空交通管理システムの研究開発の促進と、その安全な実装に向けた国際基準策定に、日本がより積極的に取り組まなければなりません。

2024年1月4日

東京大学 先端科学技術研究センター

教授・伊藤 恵理

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On January 2, 2024, due to the collision accident between a Japan Airlines A350 aircraft and a Japan Coast Guard DH8C aircraft at Tokyo International Airport (Haneda Airport), we express our deepest condolences to the Japan Coast Guard officials who lost their lives in the incident and to their families. Our thoughts are with the injured for their swift recovery. Furthermore, we understand the immense emotional impact on all those involved in the aviation accident and the continuous efforts of aviation professionals to persist in their duties despite the aftermath of the accident.

Professor Eri Itoh was interviewed by Nikkei newspaper representative regarding constructive suggestions aimed at preventing future aircraft accidents. Below is the original comment she provided for the interview:

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Aviation accidents usually result from a chain of rare events. To prevent accidents like the recent one from recurring, it is essential to thoroughly investigate and analyze the circumstances leading to the accident. This process should inform legislative improvements and the adoption of new technologies.

Firstly, the elucidation of the sequence of events leading to aviation accidents requires awaiting accident reports from the Japan Transport Safety Board. Only through a fair determination of causes can lessons be learned from accidents, facilitating the creation of preventive measures.

To achieve this, Japan's laws should avoid assigning blame for aviation accidents to specific individuals or organizations. Air traffic is managed by complex systems composed of machinery, computers (software), and multiple human entities (organizations). Despite considerable efforts, complete elimination of mechanical malfunctions and human errors is unattainable. Therefore, designing and operating the air traffic system to prevent such malfunctions and errors from leading to aviation accidents is imperative. Pursuing culprits in the aviation system, given its nature, is not only impractical but also impedes efforts for recurrence prevention.

To safely manage future air traffic, new technologies supporting air traffic controllers and pilots are indispensable. For instance, research and development are underway for automated systems utilizing communication, navigation, and surveillance infrastructure to share flight information of all aircraft departing and landing at airports, ensuring safe distances between aircraft.

The underlying philosophy of such automation systems is to ensure safe air traffic management without the direct intervention or awareness of air traffic controllers and pilots. For instance, automation systems could control the entry time of departing aircraft onto runways while autonomously monitoring them or adjust landing times by gradually decreasing the speed of arriving aircraft. Additionally, systems that share necessary information for air traffic control via data links rather than voice communication between controllers and pilots are being considered for the future.

However, implementing new equipment on aircraft involves significant costs, necessitating economic feasibility and support for widespread adoption. Challenges also arise in managing the coexistence of old and new onboard equipment in aviation operations. To address these challenges, The aviation stakeholders in Japan must actively engage in promoting research and development of air traffic management systems through international collaboration among academia, industry, and government. Japan should also take proactive steps towards establishing international standards for their safe implementation.

Professor Eri Itoh, The University of Tokyo, January 4th, 2024.

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Aerospace Mobility Lab

Professor Eri Itoh 

Research Center for Advanced Science and Technology, The University of Tokyo

Department of Advanced Interdisciplinary Studies, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo

Department of Aeronautics and Astronautics, School of Engineering, The University of Tokyo

伊藤 恵理 教授

東京大学 先端科学技術研究センター 航空宇宙モビリティ分野

東京大学 大学院工学系研究科 先端学際工学専攻

東京大学 大学院工学系研究科 航空宇宙工学専攻

※ 伊藤研究室は、上記３つの組織に所属しています

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