センサイト協議会 理事 三田 典玄
〔2〕現代の「センサ」と「新型コロナウィルス感染症」
ここ数年、日本政府の経済産業省では「Connected Industries」が大きな製造業などの産業構造改革の中心として語られて来ているのはご存知の通りです。IoTによる産業変革による経済成長の追求は、日本国政府でのデジタル庁発足とともに、多くの恵みを日本の産業にもたらすと言われており、関係各国からも期待されています。
特に、この2年は「新型コロナウィルス感染症対策」として、「三密(密閉、密集、密接)を避ける」ことがさけばれています。しかしながら、ワクチン接種の進展とともに、コロナ禍が忘れられているような場面も多々あり、特に2021年6月後半からは、再度の感染拡大も懸念されているのが現状です。そのため、ワクチン接種後と言えど、三密を避けること、マスクの着用などは必須、と言われています。要するに、一時は新型コロナウィルス感染症に対する緊張感があったものが失われており、場合によったら、危機的状況になる、と警鐘を鳴らしている感染症の専門家も増えて来ました(6月末時点)。この現況にあって、やはり多くの人が集まる状況が、特に都市部の繁華街や、飲食店等で知らず知らずのうちに、発生する場合があり、繁華街などを抱える自治体なども危機感を強めています。
そのため、多くの「三密を避けるためのIoT技術」も開発される様になりました。そのほとんどは、「人」の認識をカメラを使うなどの方式を取っており、今度はプライバシーへの配慮などが心配されています。また、新型コロナウィルス感染症の感染拡大とともに、産業も大きなダメージを受けており、より安価な「センサ」の需要が高まっています。これらの問題をまとめると、以下になります。
1.「三密」を発見し、関係各所に知らせるセンサが望まれている。
2.そのセンサは低価格で供給されることが必要である。
3.プライバシーへの配慮も重要である。
今回、ここでご紹介した「三密センサ」も、これらの条件に準じたものとして試作されました。
〔3〕現代の「センサ」と「ソフトウエア」「ネットワーク」
現代のセンサ技術は、センサのハードウエアは、各種、考えうるものは実現されてきました。たとえば、人間個人を特定するセンサ(個人認証のためのセンサ)であれば、画像認識による顔センサ、指紋センサが一般的に多く使われており、それ以外にも虹彩認証、手のひらの静脈パターンによる個人認証なども、よりクリティカルな場面では使われるようになりました。また、自動車の自動運転では、LiDARという、複数のセンサが統合されたものが使われており、レーザー、超音波、マイクロ波などの個別のセンサの出力を小さなコンピュータに入れ、その中でソフトウエアで合成し、より確実なセンシングをソフトウエアで行い、そのコンピュータの出した「結果」を、データとしてネットワークを通じてクルマの制御をするメインのコンピュータに送る、という方式が一般的になってきました。また、この自動車内のメインのコンピュータも、5Gなどの自動車の外部に超高速のネットワークで接続され、渋滞を避けての自動運転でのルート変更など、これまでは人間が行ってきた判斷を超える制御を地域全体のトラフィックのバランスを考慮した判斷として、交通システム全体として動かす、ということが始まっています。
すなわち、現在の「センサ技術」とは、既にあるセンサを組み合わせ、ソフトウエアで全体を制御する、というものになりつつあります。このセンサのネットワーク化の発達の過程で、電気自動車(EV)の雄と言われる米国・テスラモータース社では、LiDARを使わず、画像処理のみで自動運転を実現する、という発表を行っています(https://36kr.jp/117100/)。このテスラ社の方向転換により「センサ」と「ソフトウエア」の次元の違った発展がなされる、といわれています。
これらのセンサの利用技術の発展を支えているのは、センサそのものの開発以上に、以下の点ではないかと、筆者は考えています。
1.コンピュータのハードウエアの劇的な価格低下と高性能化
2.コンピュータのネットワークとしてのインターネットの低価格化と高速化
3.ソフトウエア開発技術の発展。特に世界的なインターネットを通じたRepositoryの一般化によるOSS(Open Source Software)の発展。
〔4〕現代のソフトウエア開発と「センサ」
現代のソフトウエア開発は、経済効率の追求から、短期間で多くの成果を求められるものになってきており、ソフトウエアを1から作ることはまずなくなりました。多くのソフトウエア開発は、システム全体のデザインができると、その実現のために、たとえば温度センサであれば熱電対をつないで、熱電対の出力は直接リニア増幅器からA/Dコンバーター(Analogue to Digital Converter)に接続し、そのリニアライズはソフトウエアで行う、ということが当たり前になっています。このセンサの出力からリニアライズされたデジタル値までの実現のソフトウエアは現在はRepository上のOSSとして無料で置かれているものをネットから取得してきて、それを使います。利用にあたってはソフトウエア著作者の許諾を得る必要がありますが、これらのライセンスも整理されてきています。現代のソフトウエア開発とは、1行1行プログラムを書くものではなくなってきており、これが当たり前の流れとなっています。また、OSSが他のOSSを利用する、という流れもあり、1つのOSSソフトウエアをダウンロードすると、複数の違うライセンスがついてくる、ということもあり、ソフトウエア技術者にとって、使用許諾権などの議論も理解できる必要が生じています。
この成果として、既にAmazonなどの通販で買える数千円のプロダクトでも、例えば、部屋の中を人が動くと、その人の顔を認識し、その人を追いかけて動画を撮影する、という「自動三脚」などもあります。ソフトウエア開発は、人件費の塊なので、ソフトウエア開発時間の削減は、そのまま製品のコストに跳ね返って来るので、このようなことが低価格でできるようになってきています。
こういった「センサ素子」はその小さな筐体の中にコンピュータを内蔵しているものも多くあります。つまり、センサから出すセンシングデータが既にデジタル化されている、というものですが、今回とりあげた「三密センサ」も、そういったセンサの一つを使っています。
現在における「センサ」は、その値をソフトウエアで以下に簡単に使えるようにするか?ということに眼目が置かれるものでなければならなくなりました。そして、ソフトウエアのその先には、当然「AI」があります。AIそのものがソフトウエアの塊ですから、当然のこと、というところでしょうか。
【著者紹介】
三田 典玄(みた のりひろ)
一般社団法人 センサイト協議会 理事
株式会社オーシャン IoT事業推進部長
■略歴
東海大学工学部通信工学科卒業 ( アモルファス半導体物性専攻 ) 工学士
1986年 株式会社アスキーより「入門 C 言語」執筆/出版。
コアダンプ者創業。同社専務取締役(後に代表取締役)
〜2000年 以降、「実習C言語」「応用C言語」を続けて執筆・出版。
日本国内合計約100万部。
韓国戦後初の日本人が著者の大学の教科書として翻訳・採用。
1996年 東京大学先端科学技術センター 協力研究員。
2002年 独立行政法人・産業技術総合研究所 特別研究員(生命科学)
〜2003年 技能五輪世界大会・情報技術職種・委員
2006年 台湾新聞・日本語版副編集長
2011年 ジョルダン株式会社(JASDAQ上場)顧問 〜
2013年 韓国・慶南大学 工学部コンピュータ学科 教授 〜2015年
2015年 NPO法人・日本フォトニクス協議会知財戦略専門部会事務局長
及びITアドバイザー 〜現在著書多数。
2019年 株式会社オーシャン IoT事業推進部長
■知見
日本のインターネットの草分けの一人。
台湾、韓国を中心としたアジア各国の事情に精通。
サイバーセキュリティの専門家として「サイバー戦争」をKindleで出版。
IoTの専門家として「ラズベリーパイ」等IoTの学習者向け書籍をKindleで出版。
(株)矢野経済研究所は、ディスプレイ・光学、電気・電子、一般産業用のベースフィルム及び加工フィルムなどの高機能フィルムの世界市場を調査し、製品セグメント別の動向、参入企業の動向、将来展望を明らかにした。
ここでは、FCCL用PIフィルム世界市場規模推移・予測、回路基板用の低誘電フィルムの将来展望について、公表する。
1.市場概況
FCCL(Flexible Cupper Clad Laminate:フレキシブル銅張積層板)用PI(Polyimide:ポリイミド)フィルムの2021年世界出荷量(メーカー出荷数量ベース)は、前年比111.8%の6,925tの見込みである。
2021年は、例年であればクリスマスや旧正月などの年末年始特需が一段落する1月~3月にかけてスマートフォン端末の生産量が下がらず、4月以降も成長が続いている。
その他用途では、自動車メーカーのCASE対応により車載電装品の搭載が増え、センサやバッテリーコントロールなどでのFPC(Flexible printed circuits:フレキシブルプリント基板)の需要が拡大している。加えて、xEVの普及で車載用リチウムイオン電池(LiB)の絶縁テープなど、ICT関連以外の用途でのPIフィルム採用量が急成長したことで2ケタ成長を見込む。
2.注目トピック
5G対応を狙い、低誘電正接・低吸水の改良PI(MPI)の開発進む
これまでFPCやTAB、アンテナなどの基板用絶縁フィルムには、超低温(-269℃)から超高温(400℃)までの広範囲な温度領域でも優れた機械的・電気的・化学的特性を有するPIフィルムが主に使用されてきた。従来のPIフィルムは、吸水率1%以上、誘電正接(Df)0.01(10~28GHz帯)程度で、4Gまでは問題なく使用できるものの、5G(第5世代移動体通信システム)レベルの高速・大容量通信では伝送損失による通信の速度・容量の低下が問題となる。
特に5Gの中でもサブ6、ミリ波などSA(Stand Alone)方式の高周波帯域ではアンテナやFPCでの伝送損失を抑制するため低誘電の基板材料が求められており、FPCやTABなどの各種基板の絶縁材料では誘電正接や吸水率をどこまで下げられるかが課題で、PIフィルムメーカーでは改良PIフィルム(Modified PI:MPI)の開発が進んでいる。
また、回路メーカーの中には、5Gスマートフォンアンテナの基板材料として、PIに替わり低吸湿で電気特性に優れたLCP(液晶ポリマー)を採用する動きもある。
3.将来展望
現時点では5Gのインフラが整っている地域は世界的に見ても先進国の都市部に限られており、5G対応スマートフォンの多くは既存の4G LTEの周波数に対応したNSA(Non Stand Alone)製品である。
サブ6やミリ波に対応した低誘電のMPIフィルムは、NSA製品ではオーバースペックであり、端末メーカーの中にはアンテナと基板を結ぶFPCを短くすることで伝送損失を抑えるなどして既存のPIフィルムを使いこなす動きもある。そのため、現状では各社とも低誘電PIフィルムの販売量はサブ6対応グレード、ミリ波対応グレードともにごく一部にとどまっているものと見られ、本格的な需要拡大はSA対応の5Gインフラが整うまで今少し時間がかかるものと見られる。
●調査要綱
1.調査期間: 2021年5月~7月
2.調査対象: 高機能フィルムメーカー等
3.調査方法: 当社専門研究員による直接面談(オンラインを含む)、ならびに文献調査併用
<高機能フィルムとは>
本調査における高機能フィルムとは、ディスプレイ・光学、電気・電子、一般産業用のベースフィルム及び加工フィルムを指し、PETフィルム、Foldable端末カバー用フィルム、低誘電フィルム、MLCCリリースフィルム等が含まれる。
<市場に含まれる商品・サービス>
PETフィルム、MLCCリリースフィルム、PIフィルム、透明PIフィルム、LCPフィルム、PPSフィルム、ウレタンフィルム、透明アラミドフィルム
●出典資料について
資料名:2021 新版 高機能フィルム市場の展望と戦略
発刊日:2021年07月30日
体裁:A4 205ページ
価格(税込):165,000円(本体価格 150,000円)
プレスリリースサイト(yano):https://www.yano.co.jp/press-release/show/press_id/2773
(株)MEDITAと、東急建設(株)は、建設現場における熱中症ゼロをめざし、ウェアラブルセンサにより取得した連続性のある体温データを解析して発症の兆しを検出する「熱中症予防管理システム」の実証実験を、都内の建設現場で開始した。
工事現場は、屋外作業や、屋内でも空調設備が整っていないなど厳しい労働環境にある。大型扇風機やドライミスト等による暑さ指数(WBGT値)の低減や、休憩場所の整備、水分・塩分の摂取、適切な休息時間の確保、ファン付き作業服などの対策が行われているが、全業種平均の2.5%に対し、建設業は4.9%という高い割合(※1)で熱中症が発生している。
今回実証を行う熱中症予防管理システムは、装着したウェアラブルセンサにより臍部(へその部分)の周辺温度のデータを連続して取得し解析することで、熱中症の兆しを検出するもの。その値を作業中の建設技能者や職長などの周囲の人にも情報送信し、休憩や給水を促し、熱中症を防ぐ。
本実証実験では、熱中症の予兆を判断する方法としての深部体温に着目した(※2)。深部体温は、脳や内臓など身体の中心部分の温度を指し、検温機器を挿入し直腸温を計測する方法が一般的であり、作業従事者に対する計測方法に課題があった。
今回の検出には、MEDITAが開発中のウェアラブルセンサを活用する。臍部周辺から深部体温の近似値データを連続して取得できるため、検出時に与える影響が少なく、作業従事者の身体的負担を軽減して実施することが可能という。
実証実験は、暑さの異なる8月と10月の2回を予定しており、実際に作業を行う建設技能者に終日センサを装着してもらい、取得データの精度や作業中の装着感の調査を行う。
※1 厚生労働省「令和2年 職場における熱中症による死傷災害の発生状況 https://www.mhlw.go.jp/content/11303000/000774750.pdf
※2(公財)日本スポーツ協会「熱中症の病型と救急処置」
https://www.japan-sports.or.jp/medicine/heatstroke/tabid916.html
■熱中症予防管理システム(画像参照)
熱中症は身体に徐々に蓄積された熱を排出できなくなった状態であるため、体温の上昇具合が急に変化するタイミングが、発症の判断点となる。通常時から連続して体温データを取得することで、異変の検知が可能になる。
臍部周辺の体温データを常時スマホとサーバーに送信し、体温急上昇など異変が発生した場合アラートを送る。
作業従事者本人のほか、職長や元請社員にもアラート送信されるため、本人に自覚症状がなく作業を続けている場合でも、周囲から休憩や給水を促すことが可能。
ニュースリリースサイト:https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000013.000037148.html