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林エバンジェリストが語る 最新技術動向

林エバンジェリストの顔写真

エバンジェリストの林です。

今回は、センサに焦点を当ててみたいと思います。M2M(Machine to Machineコミュニケーション)から始まって、IoT(Internet Of Things)に進化してきている現在では、身の回りのあらゆるものがセンサとつながり、その時々で必要な情報を常に提供するといったことが盛んに行われるようになってきています。

小型軽量化、安価になってきたセンサを利用して、利用者にとって最適なサービスを提供することができるセンサの進化を感じてください。

第3回 センサ

近年、M2M(Machine to Machineコミュニケーション)の普及に伴い、様々なセンサが安価で出回るようになってきました。さらには、IoT(Internet Of Things)という名称で、世の中に存在するあらゆるものがインターネットに接続される世界まで発展してきています。今回は、この中心にあるセンサに焦点を当ててみたいと思います。

世の中には、様々なセンサが存在しています。建物に対する構造体ヘルスモニタリングと呼ばれるシステムにおいては、加速度センサ、ひずみセンサ、変異センサなどが利用されています。弊社が現在注力しているセンサには、圧電振動センサと、人感(プレゼンス)センサがあります。

1.圧電振動センサ

圧電素子と呼ばれる振動を電圧に変換する(ピエゾ素子と呼ばれ、最近の振動センサは、この形式が主流となっています)方式で、幅広い周波数帯域の振動を従来比20倍の感度でリアルタイムに収集出来るセンサです。今回、この方式に適したセラミック材料の組成最適化を行い、微小な振動からも大きな電圧を出力できるようになりました。また、独自の振動拡大機構を採用し、発生した電荷を効率よく捕獲する振動子構造を開発採用しています。(検知加速度:0.01m/s2~、帯域:10Hz~10KHz)

たとえば、このセンサを上下水道の配管に設置すれば、その配管を水が流れる際の振動を解析することにより、水漏れの検知に使ったりすることができます。さらに、建造物に設置すれば、地震の際のダメージ状況をリモートで検知できるなどのシステムを構築することも可能です。鉄道路線やトンネル壁面などのインフラの老朽化検知、アセットマネジメントなどにも応用できるでしょう。また、ヘルスケア領域では、ライフログデバイスと呼ばれる常時体に装着しておくセンサで活動量を計測したりすることも可能です。このライフログデバイスを利用すれば、将来、建設現場の作業者の体調管理などにも応用できるかもしれません。

2.人感(プレゼンス)センサ

もう一つのセンサは、微弱電波を利用した人感センサです。人体や他の装置に影響の及ばない微弱な電波を床面に設置した薄さ数ミリのセンサシートから発信します。この上に人が立つと、この電波が乱される現象を利用し、画像解析の技術を組み合わせて、上に乗っている人の足形を出力させるという新たな方式です。この足形から、人の位置・向き、動きを捉えるとともに、一度に複数人の検出もできるため立入禁止エリアへの侵入者の動線把握や特定エリアの混雑状況の把握も可能です。足形以外にも、車椅子、盲導犬、白杖なども検知できます。電波を用いた独自方式により、同等精度の既存センサを使用した場合と比較し、数十分の一のセンサコストで環境構築が可能です。

3.無線機能付き発電床

通常、センサを設置する場合、電源とデータ通信のために電線が必要でした。この点に注目して、踏むと発電する仕組みを床材に組込み、この電力で無線データを飛ばすというシステムが開発(東リ、音力発電、立花デバイスコンポーネント、NECの4社協業)されました。(東リ株式会社よりイーテリアという名称で発売中)発電できる電力が微弱であるため、大量のデータを飛ばすことはできませんが、スイッチ替わりに利用したり、人感センサとして利用することも可能です。東リ株式会社では、これを見守りに利用するシステムが販売されています。たとえば、独居老人宅のトイレの前やふろ場の前に設置すれば、トイレやふろに入ったまま出てこないといった事象を検知することができます。

上記以外にも技術進化により、様々なセンサが世の中に登場してきており、このようなセンサをM2MまたはIoTの世界で利用することが当たり前になってくるでしょう。


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