Transcript ネイチャーインタフェイス - ウェアラブル環境情報ネット推進機構

ユビキタス時代のプロダクトイノベーション
― センサネットワーク技術をベースにして ―
東京大学名誉教授
東京理科大学大学院総合科学技術経営研究科 研究科長
精密工学会会長
NPO法人 ウェアラブル環境情報ネット推進機構 理事長
板生 清
e-mail : [email protected]
http://www.npowin.org
1
内
容
Ⅰ．「ネイチャーインタフェイス」
コンセプトの提唱
Ⅱ．このコンセプトをいかに実現するか
技術のトレンド
Ⅲ．ここから出てくるプロダクトイノベーションの数々
Ⅳ．快適・安全・安心な社会に向けて
Ⅰ．「ネイチャーインタフェイス」
コンセプトの提唱
地球環境と人間と人工物
宇宙
生物系
地球
Nature
Hemisphare
生物
ネイチャーインタフェイス
Human Being
人間
ネイチャーインタフェイス
インタ
マイクロセンサ
インタネット
情報マイクロシステム
人工物系
Artifacts
Hemisphare
人工物の巨大化
Nature
Sphere
(Biosphere)
環境順応時代
環境破壊の時代
宇 宙
宇 宙
地 球
地 球
生 物
生 物
人 間
人 間
人工物
Artifical
Sphere
(Technosphere)
人工物
ネットワークシステムの現状
自然界の発信する情報
情報通信システム
人工物の発信する情報
センサ通信による環境ネットワークシステム
自然界の発信する情報
情報通信システム
人工物の発信する情報
自然環境
・環境モニタリング
生活環境
・動物活動モニタリング
・汚染モニタリング
・快適度モニタリング
生産環境
人間環境
・故障予知･診断
ヘルスケア
・エネルギー制御
生体情報モニタリング
交通環境
･自動運転
・高度安全化
防災環境
・河川水位モニタリング
・ダム強度モニタリング
農業環境
・育成モニタリング
・温室制御
ネイチャーインタフェイスの世界
ネイチャーインタフェイサの構成
ﾓﾊﾞｲﾙ通信からセンサ通信へ
野生動物
人工物
センサ
情報（位置、生理、
化学物質濃度）
腕時計コンピュータ
マイクロ発電機
ネットワークへ
無線発信機
環境情報センシング
ネイチャーインタフェイサの利用形態
自然環境
・環境モニタリング
生活環境
・動物活動モニタリング
・汚染モニタリング
・快適度モニタリング
生産環境
人間環境
・故障予知･診断
ヘルスケア
・エネルギー制御
生体情報モニタリング
交通環境
･自動運転
・高度安全化
防災環境
・河川水位モニタリング
・ダム強度モニタリング
農業環境
・育成モニタリング
・温室制御
ネイチャーインタフェイスの世界
通信､コンピュータと実世界を結ぶリンク
インターネットの発展
Ⅱ．このコンセプトをいかに実現するか
技術のトレンド
（ⅰ） マクロな視点
コミュニケーションの歴史
１８３７年 （米） モールスが電信機を発明
１８４４年 （米） 信号機の実用化
＜今日の情報化社会の基礎を築く＞
１８７６年 （米） ベルが電話機を発明
１８９５年 （伊） マルコーニ、無線電信機を発明
１９２０年 （米） ピッツバーグでラジオ放送が始まる
１９２８年 （英） カラーテレビ実験に成功
▽以下、日本
１９５３年 テレビ放送開始
１９６０年 カラーテレビ本放送が始まる
１９６８年 ポケットベルサービスが登場
１９６９年 ＦＭ本放送開始
１９７３年 ファックスの全国サービス開始
１９８７年 携帯電話サービス始まる
１９８９年 衛星放送の本放送始まる
１９９０年代半ば～
インターネットが急速に普及
電気通信と放送の時代へ
IT革命を象徴する2つの逆転現象
日本のデータ通信量
ＩＴの進化
屋外空間
屋内空間
自動車空間
存在空間の変化
服空間
Ⅱ．このコンセプトをいかに実現するか
技術のトレンド
（ⅱ） デバイス
ウェアラブルのルーツは時計にあり
①
②
③
④
健康志向タイプ （血圧測定，脈拍測定，カロリー計算などの機能）
ビジネス志向タイプ （電話番号記録，ＦＭポケベルの受信機能）
アミューズメント志向タイプ （振動ブースタを組み込んだ体感タイプのゲーム 機能）
アウトドア志向タイプ （地磁気センサ，気圧センサ，水深センサ，温度センサ）
①健康志向タイプ
(SEIKO：セイコーパルスグラ
フ）
②ビジネス志向
タイプ（CASIO：テレ
③アミューズメン
ト志向タイプ
メモ）
（CASIO：サイバークロス）
微小情報機器への展開
Expansion for micro information system
④アウトドア志向タイ
プ（CASIO：プロトレック）
「時空計」の概念
時計（GPS)
（GPS、平衡感覚センサ
磁気・ジャイロコンパス）
媒体可換メモリ
（光グローブ
メモリ）
３次元位置センサ
PHS
発電機
（ランダム振動発電）
音声入力
ディスプレイ
ナビゲーション、３次元マウス
高精細動画記憶、データ通信
エネルギーフリー
バイオネットワークへ
身につける情報機器
人間の体がコンピュータに融合
「バイオネットワーク」時代の到来
（具体例）
・ データキャリアによる家畜管理
・ 補聴器、人工内耳
・ 人工臓器
・ 体内埋め込みの血液センサ
・ 人間を電線代わりに使うデータ伝送
「バイオネットシステム」に向けた次々世代情報機器の構成
後頭葉に埋め込まれた
68個のプラチナ電極
サングラス
・テレビカメラ（右目）
・超音波センサ（左端）
2つのコンピュータへ
人工視力「ドーベルアイ」の仕組み
超高速コンピュータ
（ペタプロップスコンピューティング）
人工感覚
情報通信
2055億
遺伝子治療
五感ディスプレイ
ゲノムネット
ワークの構築
ユビキタスメディカル
並列コンピュータ
(ULSI)
分子イメー
ジング
ペタビット通信
３次元ディスプレイ
ユビキタス・ネットワーク
）
テーラーメイド医療
４Gネットワーク
再生医療
:
俯
瞰
図
１
科
学
技
術
戦
略
的
重
点
化
４
分
野
ライフサイエンス
4512億
グリッド・コンピューティング
低侵襲医療
タンパク合成
食料大量生産
ドラッグデリバ
リー
システム
個人ゲノム
の解明
遺伝子組み換え食品量産
生体センサー 介護ロボット
リスクファク
ター評価
クローン技術
健康長寿社会実現
遺伝子資源整備
地球温暖化防止
循環型社会形成
二酸化炭素
固定化
高周波デバイス
電子タグ
デジタル運用
情報家電
細胞培養の
自動化
テーラーメイド医薬品
創薬プロセス
科学
技術
二酸化炭素分離保存
ＬＰガス自動車
屋上緑化
45nm
2005年
20１０年
リソグラフィ
MEMS
SPM
ディスプレイ
メモリ
ヒートアイランドメカニズム
PCB廃棄物処理
ガソリン車並電気自動車
水素燃料エンジン車
環境
1493億
水環境での有害物質管理手法
FRP船リサイクル
システム
１００％生分解
プラスチック
バイオマス燃料対応自動車
設計段階で
の３R配慮
高温耐熱用合金材料
高信頼性構造材料
バイオチップ
DDS
超大容量ストレージ
25nm
15nm
201５年
20２０年
分子メモリ
有機ＥＬ
次世代光デバイス 量子l効果
デバイス
原子分子計測
太陽電池、有害物質
原子分子操作
除去、燃料電池
新ナノデバイス（ＣＮＴ、
ナノフォトニクス
スピン，単電子，分子）
新ナノ材料（ナノガラス、
ナノメタル，ナノセラミックス
物質・材料技術
ナノ合金，ナノ空間など）
（革新的な物性､機能付与）
再生医療
バイオ分子デバイス
公共工事のゼロエミッション化
ナノバイオロジー
医療用極小システム
ITRS
共通基盤
（ナノインプリント） ナノシミュレーション
量子コンピュータ
高度SPM
自己組織化
ＮEMS
高強度耐熱セラミック材料
単一分子デバイス
超高密度光メモリ
８０nm
リスクコミュニケーション
EUのRoSH指
令対応技術
量子デバイス
光通信用デバイス
（フォトニック結晶）
半導体メモリ
CO2排出削減量取引
汚水汚泥と有機性
廃棄物集約処理
フォトニックネットワーク
認証・バイオメトリックス
ナノ・材料
971億
俯
瞰
図
2
:
科
学
技
術
戦
略
的
重
点
化
そ
の
他
２
分
野
新エネルギーの
高度化
太陽光利用の
水素生産プロセス
エネルギー
6327億
（内原子力3,029億）
低コスト太陽光電池
新エネルギー
システムの高度化
核燃料サイクル・
核融合
海洋探査
ロボット
燃料電池・水素
製造供給システム
固体高分子型
燃料電池
燃料電池自動車
太陽光発電
システム
燃料電池
新エネルギー
評価・分析
太陽電池
第３世代原子炉
エネルギーの高度化
国際宇宙ステーション
家庭用
ロボット
クリーン・コール
第４世代原子炉
エコエネルギー
メタン
ハイドレート
小型・低コスト燃料電池
フロンティア
（ロボット・宇宙 ・安全）
（4298億）
ヒューマノイドロボット
ロケット・
二足歩行 輸送システム
ロボット
レスキュ
ロボット
介護
ロボット
生活支援
ロボット
ペット
ロボット
GPS
科学
技術
地球観測衛星
・探査機
社会基盤・
安全対策
情報収
集衛星
温室ガス
観測衛星
ASTRO
Ｅ-ＩＩロケット
指紋認証
テロ・
犯罪対策
生体認証
技術革新
2005年
惑星探査
20１０年
社会セキュリティー
安全な交通システム
超高度防災支援システム
地球環境
情報ネットワーク
安全・安心な社会
201５年
20２０年
ライフサイエンス 分野の技術展望
Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Business
創薬、診断用品
・テーラーメイド医療
・テーラーメイド医薬品・創薬プロセス
・ドラッグデリバリーシステム（ナノ
DDS）
・ファーマコキネティクス（薬動学）の
完備
・早期診断用評価システ
ム
・ゲノム、プロテアソーム、
ネットワーク応用及び支援
機器
・モデル生物系の構築
・ゲノム診断
・抗体医薬
・リスクファクターの評価（生
活習慣病など）
・化合物ライブラリーの充実
・遺伝子解析
予防・診断・治療・介護
機器
・ユビキタスメディカル
・カプセル型ナノサージカルマシン
・遺伝子治療
・低侵襲医療
・マイクロバブルサージェリー
・診断治療統合手術支援ロボット
・個人ゲノムの解明
・ゲノムネットワークの構築
・Point Of Care診断機器
・画像センサー
・遺伝子解析デバイス
・超音波造影剤
・ユビキタスメディカル生
体センサー
・介護ロボット
・指向性ドップラー超音波
検査（DDS)
・陽電子放射型断層法
（PET)
・疾病診断装置
（内視鏡、超音波、など）
・細胞操作装置
・低被爆CT
・磁気共鳴画像法（MRI)
再生医療
・人工感覚
・バイオインフォマティクス
・ゲノムネットワークの解明
・人工臓器
・分化誘導療法
・分子イメージング
・細胞培養の自動化
・生体タンパク質の合成
・クローン技術
・生体適合性材料
・細胞培養装置・自動化
・安心安全な食料大量生産
・バイオレメディエーション（TCE, PCE分解）
・タンパク合成
・ゲノム創食品
・植物栽培プラント
・有用タンパク質の合成技術
・糖鎖関連技術
・ポリアクリルアミド・ゲル
などによる分離技術
・機能性食品
・エタノールなどのクリーン
エネルギー
・健康食品
・発酵技術
・遺伝子組み換え食品生産
グリーンバイオ
・ヒト細胞培養
・ヒト細胞加工
情報通信 分野の技術展望
Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Business
ネットワーク
・ペタビット通信
・全光ネットワーク
・量子暗号／量子通信ネットワー
ク
・フォトニックネットワーク
・光通信用光信号処理デバイス
・光ファイバー分散補正デバイス
・ブロードバンド＆ユビキタスネット
ワーク（有線、無線）
・４Gネットワーク
・広域無線LAN
・高性能ADSLモデム
・モバイル・ネットワーク
・センサ・ネットワーク
・４０Ｇ光ファイバー分散補正測定器
・３Gネット（CDMA）
・ADSLモデム
・VoIPルータ
・無線LAN、IP電話
・ユビキタス網
・GPS（位置情報）
コンピュータ
・ペタフロップスコンピューティング
・量子コンピュータ
・DNAコンピュータ
・超並列コンピュータ
・自律分散、協調分散
・グリッド・コンピューティング
・高機能サーバー（ハイエンドサーバー、
IAサーバー）
・RFID 、 MEMS
・高性能認証技術
・小型インターネットサーバー、
・マルチメディアサーバ
・CoBIT
・セキュリティ・サービス
ソフトウェア
・脳科学
・認知科学
・人工知能
・パターン認識
・マルチエージェント
・構造化、抽象化（モデル化）
・暗号技術
・ソフトウェア無線
・音声・画像認識
・デジタル相互運用・接続性
・設計・解析支援（MBO、MDA、UML、ア
スペクト指向）
・高精度ウェブ検索エンジン
・組込みソフト開発支援
・データマイニング
・マネジメント技法（リスク、プロ
ジェクト）
情報端末
・ナノデバイス
・ヒューマンインターフェース
・ネイチャーインターフェース
・自然発電
・携帯用ディスプレイ
・フレキシブルディスプレイ
・マイクロセンサ
・人体通信
・携帯情報端末
・モバイルプリンター
・電子タグ（ハード）
ストレージ
・単原子／単分子メモリ
・光記録（伝搬光、ホログラフィー）
・熱アシスト
・パターンドメディア
・不揮発性メモリ（Flash、FeRAM、MRAM、
他)
・磁気記録（垂直磁気記録）
・HD、MD, DVD,
・CD-R/RW, FDD
・大容量MP3プレーヤー
ディスプレイ
・五感ディスプレイ
・DLP、FED
・電子ペーパ（電子インク、反射型
LCD)
・3次元ディスプレイ
・大画面薄型テレビ
・電子ポスター
・仮想現実
・立体TV
・有機EL
・液晶ディプレイ
・プラズマディプレイ
・３次元シミュレータ
・投影型ディプレイ
半導体
・単一分子デバイス
・スピントロニクス
・変形CMOSデバイス
・有機半導体
・ワイドバンドキャップ半導体
・超高周波デバイス
・量子効果デバイス
・面型半導体レーザ
・LED照明
・ミューチップ
・半導体メモリ
・マイクロプロセッサ
・イメージセンサー（CCD)
ナノテク・材料 分野の技術展望
Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Business
電子・情報
・ナノフォトニクス
・スピンデバイス，単電子デバイス，ＣＮ
Ｔ配線，ＣＮＴトランジスタ
・分子メモリ，ＣＮＴメモリ
・ＭＥＭＳ／ＮＥＭＳメモリ
・分子機械（バイオナノ）
・量子コンピュータ
・DNAコンピュータ
・フォトニック結晶，光導波路，フォトニッ
ク結晶ファイバー
・非ＣＭＯＳ，有機半導体
・ワイドギャップ半導体デバイス
・ホログラムメモリ、ＰＣＲＡＭ，ＲＲＡＭ，
有機メモリ
・ＭＥＭＳ／ＮＥＭＳ応用デバイス
・光スイッチ，光増幅器，合分波器，光
フィルター，光配線・実装
・ＭＲＡＭ，ＦｅＲＡＭ，Ｆｌａｓｈ
・ＣＮＴ－ＦＥＤ，ＳＥＤ
・リライタブルペーパ
・ＭＥＭＳセンサー
・半導体レーザ、フォトダイ
オード，ＬＥＤ
・ＬＣＤ，ＰＤＰ
・ＤＶＤ，光ディスク，ＨＤＤ
・ナノ粒子利用のディスプレ
イ
・光アンテナ、照明装置、光
センサー、ＭＥＭＳ
バイオ・医療
・医療用極小システム
・ナノバイオロジー
・再生医療
・バイオ分子デバイス
・医療用マイクロカテーテル
・遠隔手術マイクロマシン
・バイオチップ（DNAチップ）
・創薬（DDS）
・細菌検査デバイス
・画像センサー
・遺伝子解析デバイス
・超音波造影剤
・放射線画像診断器（検出）
・疾病診断装置
・細胞操作装置
環境・エネルギー
・二酸化炭素分離・回収
・ナノコーティング材料
・新エネルギー
・燃料電池、太陽電池
・有害物質除去、省エネルギー用の材料
や触媒
・燃料電池用水素吸蔵材料
・酸化チタン
・CNT-燃料電池
・触媒のナノ粒子化
・ナノ粒子利用のバッテリー
高機能材料
・革新的物性､機能を付与した物質・材
料技術
・ナノマテリアル
・高信頼性構造材料（超鉄鋼）
・ナノガラス、ナノセラミックス、ナノメタル、
ナノ合金、ナノ空間材料、ほか
・ナノパーティクル
・ナノコンポジット
・ナノカーボン
・化粧品、導電ペースト
・スポーツ用品
・自動車部品
・コーティング剤
共通基盤
・原子分子計測（３D)
・原子分子操作
・ナノシミュレーション（機能合成）
・高度SPM（STM, AFM,等）
・ナノ加工、ナノコーティング，ナノ空間
・自己組織化、・自己成長
・ナノ計測標準データ
・高度化半導体微細加工／リソグラフィ
技術
・高度化膜成長
・ナノインプリント
・SPM（プローブ顕微鏡）
・カーボンナノチューブ／フ
ラーレン量産
・リソグラフィ
・薄膜成長
・ゼオライトナノ分子膜量産
環境 分野の技術展望
Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Business
地球温暖化防止
・二酸化炭素分離回収
・二酸化炭素固定化
・ヒートアイランドメカニズム
・CO2排出削減量取引
・天然ガスへの燃料転換技術
・ＥＳＣＯ
・地球温暖化を防ぐ町づくり事業
・モーダルシフト
・屋上緑化
自動車関連
・ガソリン車並電気自動車
・水素を燃料エンジン自動車
・燃料電池自動車
・高温耐熱用合金材料
・高強度耐熱セラミックス材料
・LPガス自動車
・CNGバス・トラック
・ハイブリッド自動車
・バイオマス燃料対応自動車
・超低硫黄軽油
・ディーゼル微粒子除去装置
・低公害車
3R(Recycle, Reduce,
Reuse）
・PCB廃棄物処理
・公共工事のゼロエミッション化
・設計段階での３R配慮
・１００％生分解プラスチック
・建設廃材リサイクル（燃料化）
・FRP船リサイクルシステム
・EuのRoHS指令関連技術
・自動車ﾘｻｲｸﾙ（ｻｰﾏﾙ、ﾏﾃﾘｱﾙ）
・家電ﾘｻｲｸﾙ（ﾏﾃﾘｱﾙ）
・食品ﾘｻｲｸﾙ（ｺﾝﾎﾟｽﾄ、燃料化）
・下水汚泥ﾘｻｲｸﾙ（ｻｰﾏﾙ）
・建設廃材ﾘｻｲｸﾙ（ｻｰﾏﾙ、ﾏﾃﾘｱﾙ ）
・ケミカルﾘｻｲｸﾙ（廃プラ高炉、ｺｰｸｽ
炉減量化）
・内分泌攪乱物質のリスク評価法
・水環境での有害物質リスク管理
手法
・既存化学物質安全性点検調査
・リスクコミュニケーション
・バイオレメディエーションによる水
質
改善・処理
・汚水汚泥と有機性廃棄物集約処
理
・汚水汚泥からのリン等回収
・上水汚泥処理（セメント）
・下水汚泥処理（エネルギー）
・淡水化
化学物質管理
水処理
・地球規模水循環系の改善・管理
エネルギー 分野の技術展望
Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Business
燃料電池・水素エネルギー
・非白金触媒（ＰＥＦＣ）
・高効率白金触媒（ナノカーボン等
利用)
・高耐性イオン交換膜（ＰＥＦＣ）
・有機ハイドライド(水素貯蔵運搬）
・バイオ起源水素製造
・光触媒水素製造
・水素熱分解（高温型原子炉）
・燃料電池自動車（ＰＥＦＣ）
・水素自動車（水素エンジン）
・燃料電池機関車
・業務用定置型燃料電池
・小型水素製造装置
・高圧水素技術（タンク、コンプレッサー）
・液体水素技術（製造、タンク）
・水素吸蔵合金
・高効率白金触媒（ナノカーボン等利用)
・水素ステーション
・携帯型燃料電池（ＤＭＦＣ）
・高温型燃料電池（ＭＣＦＣ，ＳＯＦＣ）
・水素パイプライン
・家庭用燃料電池（ＰＥＦＣ）
・キャパシター
・都市ガス改質器
・燃料電池検査装置
・りん酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）
・高効率インバーター
・工業用水電解水素製造装
置
太陽エネルギー
・低コスト太陽電池
・原料の拡大
・太陽電池（低廉化製造）
・原料の拡大・リサイクル
・第２世代太陽光発電システム
・第２世代太陽電池
・第１世代太陽光発電シス
テム
・ソーラーカー
・第１世代太陽電池
原子力
・核燃料サイクル（革新）
・核融合
・核燃料サイクル（新）
・第４世代原子炉
・安全性受容技術
・放射線利用技術
・第３＋世代原子炉
・放射線利用技術（表面加
工、生物への利用、材料改
質など）
・第３世代原子炉
その他エネルギーシステム
・低ロス送電技術
・電力貯蔵技術
・電力システム高度化
（低ロス送電、送電網メンテ、電力貯蔵、他）
・新エネルギー活用（風力、燃料電池、バイオマ
ス、廃棄物発電等）
・クリーンコール（革新）
・新エネルギー評価・分析
・トリプルサイクルシステム（第３世代燃料電池組
み込み）
・電力システム高度化
・新エネルギー活用
・クリーンコール
・トリプルサイクルシステム
（第２世代燃料電池組み込
み）
・マイクログリッドシステム
・二次電池
・ガスエンジンシステム
新エネルギー・省エネル
ギー
・メタンハイドレート
・メタンからの直接水素合成
・太陽光で水を分解する水素生産
プロセス
・固体酸化物型燃料電池システム
・高効率小型天然ガスコージェネ
・分散型エネルギーシステ
ム
・バイオマスエネルギー
・水素貯蔵・供給技術
・住宅用燃料電池
・高効率空調機
・高効率給湯器
フロンティア 分野の技術展望
Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Business
ロボット
・海洋探索ロボット
・ヒューマノイドロボット
・家庭用ロボット
・レスキュロボット
・介護ロボット
・二足歩行ロボット
・人工知能ロボット開発
・産業用ロボット
・ペットロボット（アイボなど）
・生活支援ロボット
宇宙航空
・国際宇宙ステーション（ISS）
・惑星探査
・宇宙機（ロケット・人工衛星など）開発
・有人宇宙開発
・衛星系の次世代化技術（超高速化、高精
度測位、地球観測）
・ロケット・輸送システム
・温室ガス観測衛星
・情報収集衛星
・地球観測衛星探査機
・小型実証衛星
・衛星携帯電話
・ 測位衛星システム（GPS衛星）
・衛星放送
セキュリティ
・超高度防災支援システム
・社会セキュリティー
・安全な交通システム
・社会基盤・安全対策
・テロ・犯罪対策
・地球環境情報ネットワーク
・情報セキュリティー
・地域セキュリティー
・情報セキュリティー
・ホームセキュリティ
・認証システム（生体認証）
・認証システム（指紋認証）
・ホームセキュリティ
Ⅲ． ここから出てくる
プロダクトイノベーションの数々
将来展望 [ 医療・福祉 ]
【２００７年】
家庭のセンサー、心電計などによる健康調査と病院などとの連携で、
日常的な健康管理と、病院への緊急通報ができる。
高齢者の監視、異常時の通報、寝ているか倒れているかの判定などができる。
【２０１０年】
外出先のどこででも健康管理ができる。センサーと無線を使う健康状態モニターが
整備される。健康判断を自動で行い、緊急時には自動通報する。GPSを組み合わせて
緊急時の現場駆けつけや徘徊老人の居場所特定ができる。
☆ この２０１０年の技術課題としては情報機器類の超小型化や、当該者の的確な
確認能力（寝ているのか倒れているのかなど）がある。
生体現象の計測と得られる医学データ
生体現象
脳内血流
眼球運動
センサデータ
二次データ
三次データ
四次データ
血流量
シックハウス症候群
振動周波数成分
覚醒度
血中酸素
循環器疾患
赤外光強度
不整脈
心不全
心電図
心拍，脈拍
赤外光強度
頭部電圧
アイカメラ画像
飽和酸素濃度
心臓の拍動
身体運動
歩行パターン
呼吸
脳活動
寒暑感
モニタリングの対象
加速度
足圧
角速度（ジャイロ）
脳波
皮膚電気抵抗
緯度経度（GPS）
空間移動
端末位置（PHS）
活動量
心拍ゆらぎ
エネルギー消費
足圧パターン
胸部運動
自立神
経指標
慢性疲労症候群
注意欠陥多動性
障害（ADHD）
生活習慣病
呼吸数
パーキンソン病，骨格障害
α波
睡眠時無呼吸
乳幼児突然死症候群
発汗量
快適感
位置
痴呆性高齢者徘徊
バイタルケアネットワークシステムの概念図
脳波計
血流計
眼球運動センサ
心電計
振動ジャイロ
加速度センサ
医療機関
情報閲覧
クライアント
（認証,セキュア通信）
パルスオキシメータ
ウェアラブルPC
（PHS内臓）
筋音計
インターネット
無線発信
生体情報，警報
皮膚温度センサ
皮膚導電率センサ
体動加速度センサ
微小振動加速度センサ
足圧センサ
（消防署）
ウェアラブル
PC用サーバ
・異機種分散
・セキュリティ
・汎用検索ソフト
健康管理
システム
バイタルデータ管理システム
・バイタルデータ蓄積管理
・行動・生体・環境情報の相関分析
・行動，健康に関する属性データ管理
皮質連合野
前頭前野
感覚野
海馬
扁桃体
ＭＲＩを使わずにコンピュータ
のモニターで空間認知や記憶
力をテストし、簡便・安価に海
馬機能を計測する
（ＷＩＮ）
将来展望 [ 防犯・セキュリティ ]
【２００７年】
センサー(画像・圧力等）により人の動きを感知し、警告を発する。電子タグによって
入退室を管理する。空港などで危険物を感知し、職員に異常を伝える。
【２０１０年】
・ センサーがいっそう洗練されて、居住者と不審者、イヌ、ネコなどを、記憶やカンを
働かせて区別する。
・ 犬に代わって爆発物を検知するマシンが空港などで活躍する。
・ 生物生剤を自動的に検知するウェアラブルマシンがおめみえする。
将来展望 [ 防災 ]
【２００７年】
火災などの現場の状況（煙、有毒ガス、温度など）を感知し、被災者の位置を確認する。
一方、人の入りにくい場所（川沿い、山中など）にはセンサーが設置されてデータを収集し
水害、土砂崩壊などを自動監視する。
【２０１０年】
災害に関連するデータの異常を自動的に検出し、自動的に避難情報を提供する。
火災になれば自動通報。万一被災者がいれば、ウェアラブルで発信や受信ができ、
安全を保つことができる。
将来展望 [ 食・農業 ]
【２００７年】
実際の生産現場で、各種センサーが土壌成分の分析、日照度、湿度などを把握し、
肥料の配布や収穫のタイミングを判断する。
消費者は、生産現場の情報を画像で見ることができる。
【２０１０年】
病害虫などの状況をセンサーで把握し、農薬散布をコントロールする。
将来展望 [ 環境 ]
【２００７年】
温暖化のもととされる二酸化炭素（CO２）、大気汚染の因とされる窒素酸化物（NOｘ）、
硫黄酸化物（SOｘ)などはセンサーで感知し、監視する。
大気中にセンサーを散布し、台風、積乱雲などの気象情報を得る。衛星による大気
組成(オゾン、二酸化炭素など）、植生の観測が行われる。
【２０１０年】
CO２、NOX、SOXについて、より広域で精密なデータを収集、個人の健康状態への
影響を考慮した環境情報の提供ができる。また、データは排出権取引の際、貴重な
材料となる。
地球観測が、海中、地中に及ぶようになる。
馬渕川
環境情報
センタ
水質ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ
情報処理 ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽ
発
信
収
集
盛岡市
送信
カメラ
NO2ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ
北上市
受信
通信
ﾈｯﾄﾜｰｸ
センサ
粒子状物質
ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ
中津川
利用者
携帯端末
入力側
図10.4 環境情報ネットワーク
市民参加型
環境調査
包括的環境モニタリングシステムのイメージ
出典：「ネイチャーインタフェイス」9号
包括的環境モニタリングによる対策フロー
出典：「ネイチャーインタフェイス」9号
環境情報自動収集端末の外観イメージ
ペン入力
風向風速センサ接続
サンプル
採取用
濾紙
気象データ記録用RFID
環境情報測定ネットワークのシステム概要
分析装置（レーザブレイクダウン法によるSPMの成分分析）
PDAをベースとした
環境情報自動収集端末
ろ紙
PDA
SPM
RFID
Network
PC
環境情報の解析と公開
PDA
SPM採取と同時に位置・気象データを計測し，計測の自動化と解析精度の向上を図る．
RFIDとPDAを用いた環境計測システム
屋外用センサ端末
SPM
SPM分析装置
データベース
温湿度など
濾紙
RFID
RFID
位置
時刻
物理情報の流れ
（その場で計測）
前処理不要なLIBSを使用
濾紙
アンテナ
PDA（コントローラ）
RFID
分析
化学情報の流れ
（持ち帰って分析）
N次元マップに統合された
環境情報収集システム
高山植物 街路樹
カメラ＋携帯電話通信
- カメラ
- アクチュエータ
- 太陽エネルギ
- 温度/風力計
- SPMセンサ
外界環境センサ
携帯端末で情報取得
- 化学センサ
- バイオセンサ
- GPS
- 温度/湿度計
- 検圧/光
- 音/風力計
画像監視
音による起動＋無線通信
- 音フィルタ
- ビデオ
- メモリ
Ⅳ．快適・安全・安心な社会に向けて
（経団連）
（経団連）
（経団連）
戦略目標
「安全・安心な社会を実現するための
先進的統合センシング技術の創出」
研究総括 ： 板生 清 （東京理科大学専門職大学院総合科学技術経営研究科 研究科長・教授）
本研究領域では、安全・安心な社会に役立つ将来的なサービスイメージを設定し、それを実現するためのブレークス
ルー技術の創出を目指しています。
今年度は、８２件という多くの応募があり、１２名の領域アドバイザーと共に書類審査を行い、１３件の提案について面
接審査を行った結果、６件の課題を採択しました。選考に当たっては、主に以下の点を考慮しました。
（１） 安全・安心分野として自然環境モニタリング、人工環境モニタリング、情報セキュリティ、知的交通システム（ITS）、
食品流通のトレーサビリティ、健康・医療システムなどに着目している。
（２） 実現にあたり、超小型センサ、情報処理、微弱無線通信、自然発電などの技術融合と、これら融合技術をベース
としたセンサーネットワーク技術の創成を重視している。
（３） また、ただ理論のみに傾くことなく、現実的な安心・安全システムを描いて着実に段階的にシステム化を進めてゆ
くことを重視している。
（４） 研究技術領域としては、安全・安心な社会の実現に貢献するものという観点で選択し、領域全体としては幅広い
分野で成果の出る事を考慮している。
以上のことを考慮した結果、今回の提案からは、集積化マイクロセンサ分野、空間見守りシステム分野、ヒューマンイ
ンタフェイス分野、超高感度においセンシングシステム分野、人間の福祉向上分野、バイオテロ分野の優れた提案を
選定しました。
結果的に採択には至らなかったものの、部分的に優れた提案が数多くありました。すなわち、個々の技術に特化して
サービスイメージが明確でなかったもの、逆に核となる基盤技術が不明確あるいは予備的調査の不十分なものなどで
す。
来年度も引き続き、上記（１）～（４）の点を考慮した提案が多数あることを期待します。
氏名
機関名
所属部署名
役職名
研究課題名
石田 誠
豊橋技術科学大学
工学部
教授
社会の安全・安心に貢献するユビキ
タス集積化マイクロセンサの開発
車谷 浩一
独立行政法人
産業技術総合研究所
情報技術研究部門
グループ長
安全と利便性を両立した空間見守り
システム
佐藤 知正
東京大学
大学院情報理工学
研究科
教授
安全・安心のための移動体センシン
グ技術
都甲 潔
九州大学
大学院
教授
セキュリティ用途向け超高感度匂い
センサシステムの開発
システム情報科学
研究院
西田 佳史
独立行政法人
産業技術総合研究所
デジタルヒューマン
研究センター
チーム長
事故予防のための乳幼児センシン
グ基盤技術
安田 二朗
警察庁
科学警察研究所
室長
全自動モバイル型生物剤センシング
システム
安心安全な社会の創成を目指した環境の分類と新技術の適用分野
ウェアラブル機器の活用が
期待される分野
応用分野
バイタルケアネッ トワーク
指輪型SPO2センサ
健康管理
人間環境
（市民生活）
安心安全
人工環境
（社会基盤）
日常生活行動の安全
痴呆診断システム
GPSシュ ーズ
生活環境モニタリング
多点足圧センサシュ ーズ
交通安全システム
ウェア ラブル型室内ホル
ムアルデヒド計測
工場，作業現場
ウェア ラブル型SPM計測
システム
情報セキュリティ
都市防災システム
自然環境
（地球）
運動量モ ニタリ ング
環境情報提供システム
眼球運動計測による自
動車運転者の疲労計測
建造物の安全管理
Bluetoothを用いた位置
計測による造船所作業
員の作業分析
有害物質排出規制
生物界のコンセプトベー
スの次世代ネットワーク
自然災害防止・予知
地球環境モニタリング
安心安全な社会の創成においてウェアラブル機器を活用するための共通基盤技術
ウェアラブル機器の活用が
期待される分野
応用分野
バイタルケアネッ トワーク
指輪型SPO2センサ
健康管理
人間環境
（市民生活）
安心安全
人工環境
（社会基盤）
日常生活行動の安全
生活環境モニタリング
多点足圧センサシュ ーズ
交通安全システム
ウェア ラブル型室内ホル
ムアルデヒド計測
工場，作業現場
ウェア ラブル型SPM計測
システム
情報セキュリティ
環境情報提供システム
ウェアラブル型
生体センサ
信号処理
近距離無線通信
位置探査技術
眼球運動計測による自
動車運転者の疲労計測
建造物の安全管理
Bluetoothを用いた位置
計測による造船所作業
員の作業分析
有害物質排出規制
生物界のコンセプトベー
スの次世代ネットワーク
自然災害防止・予知
共通基盤技術
痴呆診断システム
GPSシュ ーズ
都市防災システム
自然環境
（地球）
運動量モ ニタリ ング
ネットワーク技術
社会システム
医学・心理学
地球環境モニタリング
ＷＩＮバーチャルラボ
ＷＩＮビジネススキーム
直接受託
ｸﾗｲｱﾝﾄ
企業
大学
ＷＩＮ（ＮＰＯ）
<ＰＪ形式での受託>
<ﾊﾞｰﾁｬﾙﾗﾎﾞ運営>
ＮＩ(株)
ｸﾗｲｱﾝﾄ
私企業
業界団体
受注
ユーザ
私企業
業界団体
<ＷＩＮ ＰＪ事業開拓>
<ＷＩＮ 資産代理販売> 業務委託
紹介
研究機関
販売
☆販売推進
セミナー、イベント、
広報、宣伝広告
☆販売（営業）
ＷＩＮ資産、能力の
利活用
・４種ＰＪの受託
・成果物、IPRの販売
ライセンシング
☆ＮＩ誌出版業務代行
￥
個人出資者
開発/ｻｰﾋﾞｽ
委託
￥
企業
出資者
☆研究開発ＰＪ
・ＩＰＲ創造
・要素技術開発
・プロトタイプ開発
☆調査/評価ＰＪ
☆ｺﾝｻﾙﾃｨﾝｸﾞＰJ
成果物
☆教育訓練ＰＪ
協力
☆VBｲﾝｷｭﾍﾞｰｼｮﾝ
☆NI誌企画、出版
￥
賛助企業
￥
研究者
研究者
／チーム
／チーム
研究機関
開発/ｻｰﾋﾞｽ
委託
開発/ｻｰﾋﾞｽ
委託
研究者
／チーム
環境
ﾌﾟﾗﾝﾆﾝｸﾞ
学会
￥
法人会員
個人会員
07/22/’05
MOTとNPOの連携
～ 政府・大学（MOT）・企業 と 社会・NPOの連携スキーム ～
社会・官公庁
MOT
・講師派遣
・プロジェクト
提供
学生
東京理科大 など
インターン
シップ
学生派遣
知識提供
MOT講座
環境・エネルギーP
健康・安全P
医療・医薬P
農業・化学P
電機・機械P
など
N
Ｐ
Ｏ
W
I
N
な
ど
研究開発型ＮＰＯ振興機構
研究委託
企業
研究委託
公研
的究
資委
金託
MOT講座
人材
総
合
研
究
所
ソリューション提供
資金