ジェットパックや空飛ぶ車は、自宅のガレージというより、SF小説（と、まあ、雑誌）の世界に鎮座しているように思えるかもしれません。1924年、PopSci誌は空飛ぶ車の登場はわずか20年後だと予測しましたが、この楽観的な見方には根拠がありました。発明家たちは1世紀以上もの間、革新的な交通手段の実現に向けて試行錯誤を続けてきたのです。ハイパーループの起源は1870年代に遡ります。クルーズコントロールは1950年代に登場しました。最初の空飛ぶ車のプロトタイプが同じ10年間に飛行しました。そして1960年代には、ベル研究所がジェットエンジン搭載のバックパックを試作しました。これらの未来の通勤手段は、いまだに大衆市場の期待に応えるべく模索されています。安全でしょうか？信頼性は？そして安価でしょうか？ここでは、私たちが夢見る移動手段の現実的な評価をご紹介します。
空飛ぶ車
何が遅れているんですか？
空飛ぶ車の真価は利便性にあります。渋滞に巻き込まれるのではなく、上空を飛び越えることができるのです。つまり、この機体の推進技術は、空を飛ぶのに十分なパワーを備えていなければならないだけでなく、郊外の私道に着陸できるほど安全で、静かで、機敏でなければなりません。
スタートアップ企業は巧妙な飛行方式を開発しているものの、自動車と飛行機の中間の妥協点を見出した企業はまだない。シリコンバレーのスタートアップ企業Openerは、8つのローターを使って垂直離陸する1人乗りの機体を開発しているが、車輪がないため、公道走行可能なローバーというよりは個人用ヘリコプターに近い。ボストン近郊のスタートアップ企業Terrafugiaは、折りたたみ式の翼を備えた2人乗りの機体Transitionを開発している。フィンを展開すると、高度9,000フィート（約2,800メートル）で最大400マイル（約640キロメートル）飛行できる。しかし、難点がある。離陸するには滑走路が必要だ。
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たとえ技術が完成したとしても、煩雑な手続きのために車が地上にとどまる可能性もある。空飛ぶ自動車については、米運輸省道路交通安全局（NHTSA）と連邦航空局（FAA）の承認が必要だ。エンジニアリングコンソーシアム「Vertical Flight Society」のマイケル・ヒルシュバーグ氏は、承認には少なくとも10年かかると述べている。テラフュージア社が手続き完了に最も近づいており、オープナー社はカナダでのみ承認を得ている。
コンセプトとプロトタイプ
空飛ぶ車はまだ大量生産されていないかもしれないが、私たちは何十年もの間、問題点の解決に取り組んできた。
1949年： FAAの前身であるモールトン・テイラー社のエアロカーは飛行安全認定を受けたものの、生産には至りませんでした。操縦士がプロペラと15フィート（約4.5メートル）の翼を装着して飛行させる必要があったため、これは理にかなったことです。
2000年：ポール・モラーのM400スカイカーが、2000年3月号で大きく取り上げられました。この単座機は4つのファンで飛行し、「自宅の裏庭から離陸」することができました。しかし、未だに着陸には至っていません。
2018年： Uber Airのマルチローター機が垂直離着陸に成功。同社は2020年にロサンゼルスとダラスにエアタクシーの導入を目指しているが、両都市の特定の離着陸ゾーンに限定される。
有望な技術
1. より良いバッテリー
空飛ぶ車は、エンジン音が郊外の住民の迷惑にならないように、電気で走らなければならない。しかし、テラフージアが使用しているリン酸リチウムイオン電池のような、現在最も高性能な電池のエネルギー密度は、燃料のわずか2%しかない。多くのスタートアップ企業はバッテリーパックを追加しているが、それはホバリングが必要な機体の重量を増加させることになる。空飛ぶセダンにとっての飛躍は、全固体電池と呼ばれる電池技術だろう。全固体電池は高温にも耐えられ、高温の電池はより多くのエネルギーを蓄える。問題は、長時間充電できる電池を誰も作っていないことだ。
2. さらなるパワー
空中自動車には垂直離陸が最も理にかなっています。しかし、単一のモーターやエンジンでシャーシと乗客を持ち上げると、エネルギーを大量に消費してしまいます。ベル・エアロシステムズは、近日発売予定のハイブリッド機「Nexus」に、ドローンで普及した効率的な離陸方式、クアッドローターを採用しています。この方式では、複数のプロペラが荷重を分担し、機体の安定性を高めます。Uberが計画しているエアタクシーも同様の方法で離陸し、固定翼で飛行します。
ハイパーループ
何が遅れているんですか？
ハイパーループのカプセルは、地下の気送管を通る磁気レールに沿って音速で疾走する。イーロン・マスクが2013年の発表時にツイートしたように、「コンコルドとレールガンを合わせたようなもの」だ。
マスク氏は、この野心的なアイデアは複数のグループが同時に取り組めば成功の可能性が高まると予想し、プロジェクトをオープンソース化した。さらに、必要なハードウェアのバージョンが既に存在していたことも有利に働いた。電気モーターがカプセルをアルミ製のレールに沿って走らせ、磁石が浮上を担い、従来の真空ポンプがハイパーループのトンネル内の空気をすべて吸い込み、摩擦のない空気を作り出す。
最大の物理的課題はトンネルの掘削だが、技術的な問題というよりはむしろ財政的な問題だ。マスク氏がこの骨の折れる仕事を請け負うボーリング・カンパニーは、トンネル1マイルあたり10億ドルと見積もっているが、これは安すぎるかもしれない。ニューヨーク市がセカンドアベニュー地下鉄の建設に1マイルあたり25億ドルを費やしていることを考えると、なおさらだ。
ハイパーループのプロジェクトも出だしで失敗に終わっている。ボーリング・カンパニーは、地元住民との法廷闘争を決行するよりも、ウェストロサンゼルスでの計画を断念した。しかし、楽観的な見方をする企業もある。ハイパーループ・トランスポーテーション・テクノロジーズは今年、中国とアラブ首長国連邦で着工する予定で、CEOのダーク・アールボーン氏は既に運行開始日について語っている。活気は良いが、まだ試験運行すら見られない。
コンセプトとプロトタイプ
地下の真空管を通って軽快に通勤するという夢は、ほぼ 150 年の歴史があります。
1870年：発明家のアルフレッド・エリー・ビーチは、地中埋設の真空管の両端に設置した大型ファンから電力を得る「空気輸送」技術の特許を取得しました。彼はニューヨーク市に秘密裏に実証用トンネルを建設しました。
1970年：トラックド・ホバークラフトは、ロンドンからエディンバラまでの所要時間を90分に短縮するはずだった。振動磁場を利用することで、この構想は頓挫したが、時速100マイル（約160キロ）以上の速度で飛行することが可能だった。
2010年：マックス・シュリエンガー氏の「ベクター」列車は、真空ポンプからの空気圧で磁気軌道上を浮遊する。カリフォルニア州ナパにある彼のブドウ園では、6分の1スケールの模型が走っている。
有望な技術
1. 巧妙な浮遊
ハイパーループは、インダクトラックレールなどの浮上機構によって線路上を浮上します。カプセルを浮上させるために反発する2組の磁石に頼るのではなく、列車の底部に1組のカプセルを直角に並べる（ハルバッハ配列と呼ばれるマトリックス）方式で、レールにワイヤーコイルを配置します。低速時には、モーターがカプセルを線路に沿って滑らせます。時速約45マイル（約72キロ）で、車両とコイルの間に電磁場が形成され、列車が浮上します。
2. 本物のヴィブラニウム
マッハ1で定期的に移動すると、多くの材料が歪んだり割れたりする。そこで、ハイパーループ・トランスポーテーション・テクノロジーズは、カプセルを特許取得済みの複合材「ヴィブラニウム」で覆っている。（そう、映画『ブラックパンサー』でワカンダの動力源となった架空の鉱石と同じだ。）この炭素繊維ベースの複合材は、鋼鉄の10倍の強度を誇るだけでなく、重量も5分の1だ。さらに、カプセル全体に埋め込まれたセンサーが構造の健全性をチェックする。
ジェットパック
何が遅れているんですか？
1958年、ポピュラーサイエンス誌は「人類の長年の夢である鳥のように空を飛ぶことは…想像以上に近づいているかもしれない」と予測しました。それから30年後、ジェットパックのテストパイロット、ウィリアム・スーターは1984年ロサンゼルスオリンピックの開会式の上空をホバリングしました。しかし、私たちの予測は少々誇張されていました。スーターの栄光の瞬間は、非効率性と120ポンド（約56kg）の装備に阻まれ、わずか20秒しか続きませんでした。
スーツル氏のスタント以来、ジェットパックは着実に離陸に向けて前進してきた。スーツル氏のモデルは燃料に加圧過酸化水素を使用していたが、現代のロケットスーツはより効率的な灯油やディーゼル燃料を使用し、10～20分間飛行できる。しかし、現代の航空機はその他の点ではわずかな進歩しか遂げていない。文字通りロケットであるジェットパックは騒音を発する。スーツル氏のベルトは130デシベルの騒音を発し、ジェットパック・アビエーションの現行モデルはやや抑えられた120デシベルの騒音だ。また、重量も重い。ジェットパック・アビエーションのCEO、デビッド・メイマン氏が2015年に自由の女神像に向かって飛び立った際に使用した機体は85ポンド（約36kg）で、前よりはましになったとはいえ、それでも圧倒的に大きい。たとえ体がその重さに耐えられたとしても、その価格に財布が破綻してしまうかもしれない。エントリーレベルのジェットパックは約25万ドル（約2700万円）する。
コンセプトとプロトタイプ
ジェットパックを地面から離すのは簡単だった。しかし、空中に維持するには少々手間がかかる。
1958年：アメリカ陸軍はユタ州に拠点を置くチオコール・ケミカル社に、原始的なロケットベルト「グラスホッパー計画」を委託した。この装置は窒素ガスボンベ5本で1分間飛行した。
1961年：パイロットのハロルド・グラハムは小型ロケットリフト装置を装着し、高度112フィート（約34メートル）まで急上昇した。ベル・エアロシステムズ社で開発されたこの装置の推進剤は、市販の空気ボンベに収納されていた。
2009年、レイモンド・リーのジェットレブ・フライヤーが、水力で動く世界初のパックとして発売されました。問題は、重さ30ポンド（約13.3kg）のこの装置がホースでボートにつながれ、ボートには推進力を得るために水を汲み上げるエンジンが搭載されていたことです。
有望な技術
1. フライ・バイ・ワイヤ制御
有翼機は、調整可能なフラップで操縦します。かつては滑車やケーブルなどの機械的なハードウェアが使用されていましたが、最新の「フライ・バイ・ワイヤ」技術では、それらを電気スイッチとモーターに置き換えています。機体は軽量化され、機敏性も向上し、パイロットは操縦のためにケーブルを引っ張る必要がなくなりました。左へ行きたい？操縦桿を回すか、ボタンを押すだけです。マーティン・エアクラフトのパックにはこの技術が採用されています。「ホバリングしているときは、操縦桿からほぼ完全に手を離すことができます」とテストパイロットのパコ・ウイバレタ氏は言います。
2. ミニモーター
20秒以上人間を飛行させるには、加圧燃料以上のものが必要です。ターボジェットエンジンは、ガスまたはディーゼルを動力源とする小型エンジンで、タービンを通して空気を圧縮することで推力を生み出します。その優れた出力対重量比は、機体の軽量化に貢献します。Jetpack Aviationのスーツに搭載されているターボジェットエンジンは、重量が20ポンド（約9kg）で、180ポンド（約86kg）の推力を生み出します。これは、エンジンに加え、燃料、飛行システム、そしてパイロットの重量を全て空中に打ち上げるのに十分な推力です。
自動運転車
何が遅れているんですか？
2018年初頭、自動運転車が公道に出る準備が整ったように見えました。ところが、アリゾナ州テンピのある夜、自動運転のUberが女性をはね、死亡させるという事故が発生しました。この事故は人々の不安をかき立てるとともに、この技術の大きな欠陥を浮き彫りにしました。あらゆる状況下で確実に危険を認識できるわけではないのです。たとえタイミングの悪い光であっても、車の認識を誤らせる可能性があるのです。
常時自動運転は、一連の技術に依存しています。GPSは車に最適なルートを指示し、レーダー、ライダー、カメラなどのセンサーは障害物を検知します。人工知能（AI）コンピューターがこれらの入力を処理し、人のために急ブレーキをかけるか、落ち葉の中を進むかといった迅速な判断を下します。
車はあらゆる状況におけるあらゆる危険を学習するために、数十万時間もの訓練が必要です。自動車メーカーは試作車を路上に走らせることで、その時間をより早く記録できます。Uberもこのアプローチを採用していましたが、2018年の事故後、計画を転換しました。同社は今年中にピッツバーグで、より保守的な再始動を実施する予定です。車両は日中、晴天時、時速25マイル（約40キロ）以下の速度でのみ走行します。Uberが再始動する一方で、Google傘下のWaymoが競争に勝つ可能性があります。Waymoは現在25都市で試験運用を行っており、昨年12月にはフェニックス大都市圏でロボタクシーサービスを開始しました。
それでも、いつでも走行可能なモデルが実現するのは数十年先のことだ。「雨や雪の中でも時速65マイル（約100km/h）で走行できる車が実現するには、まだ長い時間がかかるでしょう」と、ミシガン大学の自動運転車試験ディレクター、フエイ・ペン氏は語る。ウェイモのCEOは最近、さらに暗い予測を示した。「実現しないかもしれない」と。
コンセプトとプロトタイプ
ロボットは20世紀半ばから運転教習に取り入れられてきましたが、公道で運転できるようになるまではまだ準備が整っていません。
1958年：エンジニアたちは、自動運転の性能を0（完全な人間による制御）から5（完全なロボットドライバーによる制御）まで測定しました。最初のステップは、1950年代後半にクライスラーでクルーズコントロールが初めて搭載された際にドライバーが行ったように、ペダルから足を離すことです。
1989年：自動車がレベル2に達すると、周囲の世界を認識し、基本的な危険を認識できるようになる。カーネギーメロン大学の改造救急車「ALVINN」に搭載されたセンサーとコンピューター脳によって、キャンパス内を走行できるようになる。
2007年：レベル3以上に到達するには、車はほとんど（あるいは全く）助けを借りずにルートを走行できなければなりません。カーネギーメロン大学のボスは、信号機や他の車両が満載の55マイル（約85キロメートル）のコースを制覇しました。
有望な技術
1. より安価なセンサー
電子の目は道路の全体像を提供しますが、高解像度カメラ、レーダー、ライダー、その他のセンサーを合わせると（控えめに見積もっても）7万5000ドルかかります。光学エンジニアたちは、より低コストのバージョンの開発に取り組んでいます。例えば、ウェイモは屋上に設置する回転式ライダーをわずか7500ドルで開発したと主張しています。自動運転車メーカーは自社開発の状況を秘密にしていますが、エンジニアが改良を続ければ、コストはさらに下がるでしょう。
2. ブレイナーモバイルブレイン
自動運転車は、ニューラルネットワークと呼ばれるAIの一種を用いて、センサーデータをナビゲーションの手がかりへと変換します。脳のようなこのシステムは、あらゆる天候や照明条件の下で、横断歩道を渡る歩行者のあらゆる視界を識別し、数ミリ秒以内にハンドルを切ったり、ブレーキをかけたり、あるいは前進したりしなければなりません。プログラマーは1980年代からネットワークに運転の訓練を行ってきましたが、その際には古くて低速なチップが使用されていました。今日では、ビデオゲームの恩恵もあり、グラフィックプロセッサは道路状況を理解できるほど高速になっています。
この記事はもともと、Popular Science 誌の 2019 年春の交通特集号に掲載されました。
