2019年7月26日更新

1兆個センサ検出する未来とは

今・昔・未来☆テクノロジー万華鏡は、「近未来の快適デジライフ」や「エンジニアリングなよもやまばなし」の掲載から10年経った今、果たして本当の「未来」はどうだったのか、そして、これからどうなって行くのかを考えるコンテンツです。
今回のテーマIoTやロボティクスに欠かせないもの、それがセンサです。センサは人間でいえば感覚器官。外部環境が持つ情報とコンピュータをつなげる大きな役割を担っています。最近では、いろいろな種類のセンサの登場によって、人間の感覚を超えた情報も集めらるようになりました。その膨大なデータを処理することで、これまでに見えなかったソリューションが見えてくるかもしれません。
どうして食べなくても甘さがわかるの?
果物の糖度は光センサでわかるんじゃ。光が吸収される度合いの違いが糖度に関係していることを利用しておる。また、光センサは糖度だけでなく、形や色、サイズ、病気の有無、中身の状態などもわかるんじゃ。
 
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触ったりしなくていいから傷もつかないし、品質を保つことができるんだぜ。

センサが人の代わりに味見したり、触ったりしてくれるんだね!

センサは今言った味覚や、聴覚、触覚、嗅覚など様々な種類があって進化しておる。
近い将来には1兆個のセンサが使われるのではないかということから、「トリリオン(1兆)・センサ革命」の到来ともいわれておるんじゃ。

センサは必要な情報を収集して、可視化することができるの。だから味覚やおいしさを数値化することもできるのよ。エイちゃんの味覚より正確ねっ!

たしかにエイちゃんは味覚オンチってよく言われる〜
トリリオン・センサセンサは環境の変化をデータに変換するものです。人間に例えると、視覚、聴覚、触覚、味覚、そして嗅覚。コンピュータが環境の状態を判断するための手段がセンサになります。
センサの種類には加速度や歪みなどの機械量を測るもの、熱を測るもの、光を測るもの、電気信号や磁力を測るもの、そして化学量を測るものがあります。味覚や臭覚を測定するセンサは微量な化学成分を検出する化学量を測るセンサの一種になります。なかでも、臭覚センサは今後成長が期待される有力な候補と言われ、その応用分野は食品、医療、住宅や交通の安全確保、災害対策など幅広いのも特長です。
臭覚センサで注目されている技術がMSS(膜型表面応力センサ)です。臭いの分子によって膨らんだり縮んだりする「感応膜」のひずみを電気信号に変換することで臭いを測定する仕組みです。小型でありながら「感応膜」を変えることで多くの臭いの種類に対応できることが評価されています。
身近なセンサの例としては、スマホには磁界、加速度、ジャイロ、光度、近接などのセンサが搭載されています。最近では人や物を立体として捉えることのできる深度センサの搭載も進められています。深度センサによって対象までの正確な距離を測定することができ、顔認識やVR・AR・MRに利用されています。
また、自動車においても、ジャイロ、カメラ、ミリ波レーダーなどのセンサが使われています。こちらも最近では3D-LiDARと呼ばれる運転空間に存在する対象物までの距離を3Dで正確に把握するセンサが開発されています。この技術によってリアルタイムに3D空間の状態を把握できるため、これからの自動運転時代に必須のセンサと言われています。
この他にも土壌の養分や微気象をセンサで遠隔測定し栽培管理に活かす農業センサや、室内や屋外の大気の質をリアルタイムにモニタリングする汚染監視のための化学センサなども研究が進められています。
これらの膨大なセンサによって支えられる変革はトリリオン・センサ革命とも呼ばれ、センサによって地球規模で社会問題の解決に活用しようと構想されています。このトリリオン・センサの実現に欠かせない技術のひとつが発電です。センサとして機能するMEMS(微小電気機械システム)自体が、振動などで自ら発電することによって電源が不要になり、センサが設置できる環境が大きく広がります。
もうひとつの欠かせない技術がAIです。膨大なセンサから届くデータを解析するためには、AIを活用した学習型の処理技術が欠かせなくなるでしょう。数多くのセンサからのデータがAIによって処理され機械を自動的に制御する。ロボティクス技術にとってもセンサは無くてはならない要素と言えます。
ワンポイント お問い合わせ IoTとロボティクス。2つの技術に共通なのがセンサです。インターネットにつながれたIoT機器によってもたらされる情報はセンサによって測定されたものです。また、ロボットが動作するために必要な情報はセンサによって測定されます。人間の感覚の代わりを果たすセンサはこれからもますます進化し、多くの場面で人間をサポートする技術として利用されていくでしょう。
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