IoTに活用されるセンサの種類と用途のまとめ

2018/08/06

IoTに活用されるセンサの種類と用途のまとめ

IoTの情報収集はセンサにお任せ

IoTとはInternet of Thingsの略で、モノのインターネットと訳されます。
センサやデバイスが情報を集め、AI等でそれを解析し、デバイスを適切に作動させる。そのモノが、そのモノだけの働きをし、それを使うヒトや環境に最善のベネフィットをもたらす。

分かりますか? 私も書いていてさっぱり分かりません。
・・・冗談はさておき、事業者の方からの相談で、「これからはIoTだ!」と実感するものの、「どう活用すればいいか分からない」という声をよく見聞きします。

「IoTを事業に導入したい」。そう考える方は少なくないでしょう。
しかし「IoTを活用する」と大上段に構えると、肩に力が入り、出るはずのアイデアも出てきません。そういう時は、まずIoTを分解して、個別の要素としてとらえることをおすすめします。なぜなら、IoT自体が複数の要素をインテグレートしてできたものだからです。決まった型はありません。つまり、必要な要素を繋ぎ合わせることで、あなただけのIoTを生み出すこともできるわけです。

IoTの要素として一番に考えられるのは、情報収集の役割を果たす「センサ」です。
どういう情報を集めるのかというと、ヒトの五感に相当する感覚、自然界の物理現象、科学的性質などです。これらを正確に測定することで、その後の解析やフィードバックに活かそうというのです。
自社の事業でIoTを活用するなら、どの情報を集めるか、まずそのことから考えてみるのも1つの手です。

IoT向きの10種類のセンサとその活用法

センサの種類は多岐にわたりますが、現状IoTに活用されているもの、活用が見込まれているもの、10種類にしぼってご紹介いたします。

GPS


まずは、IoTのセンサーとしてはもはやもっとも有名と言っても過言ではない「GPS」です。
グローバル・ポジショニング・システムの略で、複数の衛星(最低3つ)からの距離に基づき現在位置を割り出します。自分や相手の位置を知ることで、さまざまなサービスに役立てられます。

<用途>
皆さんご存知のカーナビをはじめ、携帯電話やカメラなどにも使用されます。位置を特定されないため逃亡者が携帯電話を窓から投げ捨てるシーン、映画やドラマでよく見ますよね。その他にも、船舶や航空の運行管理に、また、冒険やスポーツでの利用、渡り鳥の行動を観測するなど科学分野での利用、軍事利用ももちろんされています。もともとはアメリカが軍事目的で構築したものです。民間用は当初は精度が低く、初期のカーナビに何もないところで「目的地に到着しました」と言い張られることもしばしばでした。

加速度センサ


物体の移動に伴う速度の変化を検出します。モーションセンサとも呼ばれ、人の動きや振動、衝撃まで検知できます。

<用途>
エアバックでは、衝撃を検知するのに加速度センサーが用いられます。携帯電話やデジタルカメラが縦横を自動的に感知して表示を切り替えるのも、ゲームコントローラーが振るだけで操作できるのも、このセンサの働きによります。スマホのタップ操作を可能にしているのもこのセンサです。スマホは、他にもジャイロセンサや輝度センサ、近接センサやGPSなどが組み込まれ、まさにテクノロジーのかたまりといえます。ロボットの姿勢維持など、加速度センサは研究分野でも盛んに活用されています。

ジャイロセンサ


これも最近名前をよく聞くセンサです。傾きや角度、角速度を検知し、もともとは船や飛行機、ロケットなどの姿勢制御に用いられていました。その後応用範囲が広がり、家電などでも使用されるようになっています。
余談ですが、野球界で一時期ジャイロボールというものが話題になりました。投手が投げたボールの回転軸が進行方向と同じになるというもので、減速を抑えつつ独特の変化をするということで、「あの時のあの投手の球がそれに近かった」とか、「いやいやそんなものは不可能だ」と、議論がまあまあ活発に行われました。

<用途>
デジカメなどの「手振れ補正」機能は、このセンサが揺れを検知することで可能になります。カーナビで車の移動状況を把握するためにも使用されます。人工衛星の姿勢検知にも役立てられています。

光センサ


光センサは、光の断続や強さを探知して電気信号に変換します。可視光を検知するセンサはすでに生活やビジネスのさまざまな場面で活用されています。赤外線や紫外線など、目に見えない光を検知する高度なセンサの活用も今後一層進んでいくと見られています。

<用途>
もっとも身近なものとして「人感センサ」があります。自動ドアが開いたり、手をかざすだけで蛇口から水が流れたり、侵入警報装置など、私たちの生活のさまざまな場面で活用されています。テレビやエアコンのリモコン装置、夕方暗くなると自動的に点灯する街灯、ATM、自動販売機、駅の自動改札機などでも活用されています。

画像センサ


イメージセンサとも言い、光の強弱を電気信号に変換します。CCDやCMOSなどが有名。

<用途>
スマートフォン。デジカメ。webカメラ。車載カメラなど。ドローン人気でさらなる需要が見込まれています。

温度センサ


温度センサは文字通り空気の温度を計測し電気信号に変換します。

<用途>
エアコンなど空調機器関連。スマートフォンやPCにももちろん入っていて、内部が高温になりすぎないよう監視しています。機械のオーバーヒートや故障の事前検知にも役立っています。

湿度センサ


これも文字通り湿度を測定するためのものです。

<用途>
温度、湿度が表示されるデジタル時計。エアコンなどの空調機器。気象データの計測。農業用IoTとして、水やりの自動化などに活用されています。

圧力センサ


ダイアフラムという膜の変形を計測することで、圧力を測定します。物理的に加えられる圧力以外にも、気圧や高度を測定される際にも活用されます。

<用途>
GPS機能つきの製品で高度を測定。血圧計。体重計。掃除機。洗濯機や風呂の水位測定。エンジンの圧力測定。車をカラーリングする際、色むらにならないよう、色素をふきかける圧力管理などにも使用されます。

地磁気センサ


地磁気センサは別名電子コンパスとも呼ばれ、その名の通り地球を取り巻く磁気を検知し、磁場の大きさ、方角を知ることができます。

<用途>
電子コンパス。カーナビに搭載して進行方向を把握。スマートフォン。ドアやノートPCなどモノの開閉検出。屋内測位。金属異物検出など。

距離センサ・超音波センサ


距離センサは、内部から光を照射し、反射された光を評価・演算して距離に換算して出力します。近距離(数十~数百mm)を測定するものを特に変位センサと呼びます。光のかわりに超音波を用いるのが超音波センサです。精度では光学式に分があります。

<用途>
自動運転。ロボットなど。

その他のセンサ


センサにはその他にもさまざまな種類がありますので、きっとあなたの用途にぴったりのものが見つかるはずです。

まとめとして

IoT需要の影響もあり、世界のセンサ市場はこの10年で約3倍に拡大し、2020年には約6兆円規模になると予想されています。そして、そのセンサの世界シェアの半分近くを握っているのは、他ならぬ日本企業です。
メーカーにとって大きなチャンスであるばかりでなく、国内のIoT事業者にとっても大きなアドバンテージとなるでしょう。

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