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研究アウトライン

研究の背景
 産業分野においてIoTを活用した生産効率向上が求められています。すなわち、各種機器の稼動状態や、工場内の製品の流動状態や品質、作業者の作業状況などの現場情報をセンサにより数値化し、インターネットを通じて収集・分析して経営にフィードバックすることで生産効率向上を図ることができます。

【産業分野のIoT活用】


 しかしながら、産業分野では現場情報を把握するための測定対象となる機器の種類が膨大で、その測定対象毎にセンサ及び測定方法を探求し、適切なセンシングシステムを開発する必要があり、このため開発に必要な期間及びコストが甚大となることが大きな課題となっていて、これを解決するための取り組みが強く求められています。


研究開発の概要
 本研究開発では、大規模工場・プラント等の生産・原動設備の稼働状況・生産品質の把握を適切かつ効率的に行うことを目的として、スマートセンサモジュール(ガス、赤外線アレー)、設備の微小振動で連続的な高出力可能な自立電源の開発およびスマートセンシングフロントエンド(SFE)回路の開発を行います。

 さらに、コンセントレータから動的センシング制御可能な無給電センサ端末(スマートセンサ端末)を実現し、それらのスマートセンサ端末から超高効率に有用データ抽出を行うことができる学習型スマートコンセントレータを開発します。

 これらを総合的にまとめて、従来の環境発電で収集可能な有価情報量の100倍化を可能とする学習型スマートセンシングシステム(LbSS)の基盤開発と実証を行います。

【研究開発の全体図】


研究開発項目
 具体的な研究開発項目は以下の通り。

学習型スマートセンシングシステムの開発
  1. 超高効率データ収集・抽出を行う学習型スマートコンセントレータの開発
  2. 産業設備の状態監視アルゴリズムの検証
  3. 低消費電力・高信頼性長距離無線センサ端末の開発
産業分野を対象としたスマートセンサの開発
  1. 設備の異常を検出する省電力型ガスセンサの開発
  2. 工場内の温度分布を非接触で計測する低消費電力な赤外線アレーセンサの開発
産業分野における微小振動で連続的な高出力可能な自立電源の開発
  1. 出力500μWのための高効率振動発電素子の開発
  2. 微小加速度領域での振動発電を可能にする機構開発
  3. エレクトレット形成方法の確立
  4. 無線センサ端末の運用に適した高速充電技術開発
  5. 極低周波発電技術開発
  6. 量産化プロセスの調査
  7. 振動発電デバイスに関する関係技術の動向調査



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