センシング技術を有効に活用するために必要なこと

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センシング技術は、IoTによる世界を実現するために欠かせない技術のひとつである。すでに世の中にはさまざまなセンシング技術を使った機器が数多く出回り、それに触れないで過ごす日はないという状況だ。IoTが普及することで、この傾向はさらに強まりまっていく。今回は、そのセンシング技術に関して、IoTやAI技術との関係、有効な活用方法、今後の展望を取り上げる。

センシング技術は目に見えないものをセンサーで定量化すること

そもそも、センシング技術とはどのようなものなのだろう? 人間には光や音、温度、加速度などさまざまな変化を感じる器官が備えられている。目や耳、皮膚、舌、鼻といった器官だ。これらの器官は、変化には気づきのだが、“どのぐらい”変化したのかは定量的にはわからない。あくまでも個人の感覚として大小、高低がわかる程度だ。また、地磁気といった人間には変化を感じるのが難しい変化もある。センシング技術は、こういった物理的な変化をセンサーで計測し、定量的にとらえる技術のことをいう。

センサーで計測できるデータの種類

現在では、光、温度、湿度、重さ、音、地磁気、加速度など数多くの物理変化をセンサーで計測することが可能である。例えば光や重さなどの変化から、人や物の動きを検知することに特化したセンサーがある。タッチパネル、形状や動きを解析するソフトを備えたカメラなども、大きな意味でセンサーを使ったセンシング技術といえる。

電車では車内に温度を感知するセンサーをつけて空調の調整を行い、車体に重量のセンサーをつけてブレーキの制御に使用している。カーナビシステムは、かつてはGPSの情報のみを使い位置を表示していたが、今ではエンジンの回転数を検知するセンサーやGPS以外の電波を検知するなどしてより正確な位置を割り出している。ほかにも、スマートフォンにはジャイロセンサーや加速度センサーが内蔵され、自分の向いている方向や傾き、動きなどを知ることができきる。このように、センシング技術を使った機器は、すでに街や家の中、身に着けるものなど、あらゆるものに取り入れられている。

センサーで集めたデータをいかに解析し利用するか

実のところ、センサー単体では大したことはわからない。何かが動いた。どちらの方向を向いている。早く動いているのか、ゆっくり動いているのか。それがわかって何? という程度でである。何も想像ができない。ところがソフトを絡めると、こういう風に動いているということは歩いているのか、車なのか、電車なのかがわかってくる。センサーにソフトのアルゴリズムを足すと、何をしているのかかなりの確度で想像できるようになる。

センサーはIoTにおいては末端部分。人間でいえば手先や目、耳などの器官になる。それだけでは「触れた」「光を感じた」「音が聞こえた」だけで、センサーそのものは何も考えてはいない。センサーで得られたさまざまなデータはクラウドに集められ、解析されることで初めて意味を持つのだ。クラウドは人間でいえば脳ともいえる場所。そこでビッグデータをAIで解析することにより、そのデータが何を意味するのか、それに対してどのように反応するのかがわかるようになり、フィードバックができるようになる。

かつては、ヒーターのスイッチのように、センサーで感知した温度が一定以上になれば切れ、下がれば着くといった単純な物だった。今では、スマートフォンに内蔵されたセンサーとアプリが連動することで、走る速度や距離を計測し、目的の位置まで来たら知らせたり、最適な走るペースを指示したり、健康管理までするようになった。IoTの世界では、センシング技術とソフトウェア、AIの技術が融合することで、何を知るかだけではなく、それから何ができるのかを考え自動的に行うように変化しているのである。

データを集めるだけではなく、どう活用するかが重要

データを取るのはいいが、どう使うかが一番重要である。第4次産業革命前は、データを取ってもいなかったのでまずは取るということからはじまった。今はそれをどう使うかである。また、思ってもいなかった全く違う仕組みに使われていたセンサーが使えるかもしれない。センシング技術は、何十年も電池交換なしで使えるとか、より小さいこととか技術的革新はこれからも要求される。しかし、もっとやれることは手前にある。

また、例えば、お客様の動きを知りたいからこのセンサーをつけてみようと何かのセンサーをつけて、ビッグデータをAI解析もせず見ているだけの人はAIに使われる側の人でしかない。誰か専属で人を雇って観察させておけばできてしまうことだ。何と何を組み合わせればこれができるのではないかという仮説を立てられるか。ここがセンシングの大きな分かれ目になる。これからのIoTに関わるエンジニアは、さまざまなセンシング技術を知っておき、それをどう組み合わせてど活用するかを考えることが重要となってくる。

今後活用が期待されるセンシング技術は何か?

このように多くのセンシング技術がある中で、今後伸びてくるセンシング技術として画像処理の技術が挙げられる。CPUの性能向上とAI技術の向上は、画像処理による解析を従来よりも格段に早く、容易に行えるようにした。画像処理解析によるアプローチはこれからのIoTでは、AIと合わせてより一層に進むと考えられる。人の表情や物の不規則な動きなど、温度や明るさのような物理量では計測が難しいものに対して、画像処理解析の技術は有効に働く。

例えば、現在のデジタルサイネージでは、タッチパネルで触って表示する言語を切り替えていいる。これが、取り付けられたカメラで撮影した顔の画像をAIで解析することで人種を判別し、音声からも総合的に判断して言語を切り替えることが可能になる。このようなシステムがIoTの技術を用いれば容易に実現できる。

センサーの技術革新は日々進み、精度が上がり、より小さく、安くなっている。そして、CPUの性能も向上し、AIによる解析技術も日々向上している。かつては高性能で高価なカメラや解析ソフトを使用して行っていた高度な画像解析処理も、安く手軽に利用できるセンサーやデバイスを多数使い、ビッグデータやAIを駆使することで容易にできるようになった。そのシステムの開発においても、莫大なコストがかかるからと躊躇することなく、結果が出るかわからないがまずは実験して確認してみるということができる時代になったのである。