センサ・シンポジウム 2009 〜家庭用ロボットや電池レス・センサが開く未来〜

 「一家に一台のロボット」「電池交換不要で働き続けるセンサ・ネット」「人間の身体感覚と一体化するユーザー・インタフェース」といった環境の実現がすぐそこまで迫っています。これらを実現するために必要とされているのが,新たなセンサやセンサの応用技術です。

 本シンポジウムは,センサを供給する側と利用する側の技術者が一堂に会し,講演者と聴講者が共にセンサの新しい使いこなしについて情報を交換する場を提供します。センサの最先端の利用技術に関する講演と公開質問会といった情報収集の場を用意します。

 家庭用ロボットの実用化に関しては,家庭用ロボット研究のリーダーシップを取る東京大学 IRT研究機構 機構長/教授の下山 勲氏の基調講演をいただいたうえで,家庭用ロボットの実用化を狙うトヨタ自動車とパナソニックがそれぞれの開発の現状と戦略を披露します。

 専門セッションでは,電池交換不要で働くセンサ・ネットワークを可能にする「エネルギー・ハーベスティング技術」と,触覚や錯覚の利用,拡張現実(AR)の活用などの「先端ユーザー・インタフェース」について,それぞれの状況や研究成果,応用の可能性を議論し,センサ技術を使いこなしたいと考える機器開発者の意欲を刺激します。

概要

■開催日: 5月27日(水)〜5月28日(木) 10:00〜18:30(開場9:30)予定 ※5月28日は10:00〜16:50予定
■会場: 目黒雅叙園
■主催: 日経エレクトロニクス
同時開催: MEMS International 2009(主催:NIKKEI MICRODEVICES)

受講料

当日申し込み: 62,000円
  • 【特典】受講者すべての方に,「日経エレクトロニクス(最新号1冊+1年間・26冊)」,「NIKKEI MICRODEVICES(最新号1冊+1年間・12冊)」の2誌をお届けします。送本開始はセミナー開催後になります。
  • ※現在ご購読中の方は,購読期間を1年間延長させていただくか,または知人などへのギフト購読も可能です。
  • ◆MEMS Technology Forum会員の方は,1会員につき1名様が無料になります(「センサ・シンポジウム2009」または 「MEMS International 2009」 のいずれかをお選びいただけます)。会員の皆様には,お申し込み方法について,別途ご案内をいたします。(5月8日(金)発送予定)
  • 日経エレクトロニクスPremium読者の方は,
    ・割引優待(年1回限定) で受講できます。専用ハガキでお申し込みください。なお,日経エレクトロニクス購読は含みません。
    ・「割引優待」を利用済みの場合は,上記料金での受講となります。受講料に含まれる日経エレクトロニクス購読分は,「日経エレクトロニクスPremium」の購読期間として半年13冊延長いたします。
  • ※ 満席になり次第,申込受付を締め切らせていただきますので,お早めにお申込ください。

プログラム

5月27日(水)

基調: ロボット セッション
MEMSをはじめとする新技術の導入によって,数十兆円規模の新しい需要を生み出す。そんな取り組みを進めているのが,IRT研究機構である。IT(情報通信技術)とRT(ロボット技術)による新型ロボットの開発を進め,2015年までに各家庭に家電や自動車のように普及させる。IRT機構長の下山勲氏,中核企業として参加しているパナソニックとトヨタ自動車が,開発の成果と方向性について語る。
・Tech-On!関連記事 「【センサ・シンポ・プレビュー】『皿洗いロボット』の実現に必要なセンサの機能とは?」
・Tech-On!関連記事「インタビュー:2015年には一家に一台ロボットを 東京大学 IRT研究機構 機構長/教授 下山 勲 氏」
・Tech-On!関連記事「日本メーカーが作らない,あの次世代家電」
 

10:00〜11:00

家庭に入る知能ロボットとMEMS/センサー・デバイス

東京大学
IRT研究機構 機構長/教授
下山 勲 氏

 本講演では,家事支援ロボット,移動支援ロボット,キッチン・ロボットなどのIRT(ITとRTの融合)アプリケーション,その導入シナリオ,市場規模予測を紹介した後,家庭に入るロボットに最も求められる安全性や信頼性を保証するためのMEMS/センサーなど要素デバイス技術について紹介する。日本では,少子高齢化と1人世帯の増加が進むと予測されている。これに対して,国民の所得やQOL(生活の質)を維持するためには,社会制度面の支援,家族の理解,移民などが必要と考えられている。われわれIRT研究機構は,IRTによるホーム・プロダクションの効率化や高齢者の活動幅の拡大支援も有効と考えている。これまで企業と東京大学との協働により,IRTの研究開発を行ってきた。こうした要素技術は,1次産業や3次産業に導入されるロボットやゲーム機など実世界とのインタラクションをもつ多様な製品へも適用されると考えている。

11:00〜11:45

家庭用ロボットと触覚センサー技術

パナソニック
生産革新本部 ロボット事業推進センター 主任技師
水野 修 氏

 IRT基盤創出共同研究において開発した,食器把持及び片付けをターゲットとしたキッチン・ロボットにおける動作アルゴリズムと,それに用いたハンド及びセンサー構成及び利用法の紹介,そして今後のハンドに望まれる触覚センサーなどに関して概要を述べる。

11:45〜12:30

パートナーロボットとつくる未来のカタチ

トヨタ自動車
パートナーロボット部
高木 宗谷 氏

 トヨタ自動車では,来るべき急激な人口減少,高齢化課題を解決し,持続可能な活き活きと暮らせる社会を実現する有力な解決手段の一つとして,人と共生するロボット技術を位置付けている。2005年の愛知万博(「愛・地球博」)では,これまで培ってきた産業ロボット技術を発展させて,楽器演奏ロボットと搭乗型脚式ロボットを発表した。
現在,これらのロボット技術をさらに発展させ,(1)家庭内での家事支援,(2)介護・医療支援,(3)製造ものづくり支援,(4)近距離パーソナル移動支援の主に4領域について開発を行っている。
本講演では,パートナーロボットの最近の開発事例を交えながら,ロボット実用化へ向けた取り組みと課題について解説する。

12:30〜13:30

昼食(主催者が用意いたします)

エネルギー・ハーベスティング技術セッション
振動や温度差を電気エネルギーに変えるエネルギー・ハーベスティング技術は,無線センサ・ネットワークの在り方を変え,今後数年のうちに大市場に育つ可能性があります。この1年で一気に実用域に近づいてきたエネルギー・ハーベスティング技術の現状と,将来を熟知する関係者を一堂に集め,センサや機器開発者と情報交換する場を提供します。
・Tech-On!関連記事「廃熱や振動からの発電技術が実用期へ」
・Tech-On!関連記事「Intelがテレビ用電波から60μWの電力を回収,『センサを電池不要にできる』」

13:30〜14:30

Energy Harvesting Wireless Sensors

 (エネルギー・ハーベスト技術に基づく無線センサ・ネットワーク)

米EnOcean Alliance
Chairman & CEO
Graham Martin 氏

 無線通信機能を備えたセンサやスイッチは,ケーブルの配線が不要になるという点で注目を集めている。しかし,給電に電池を用いると電池切れの確認,交換,そして廃棄の手間がかかる。しかも,本来の寿命までもたない電池が多いのである。そうしたセンサやスイッチが多数あると,電池の管理はまさに悪夢だ。ドイツで1990年代に開発されたエネルギー・ハーべスティング技術を用いれば,こうした電池問題を解決でき,数十年間メンテナンス・フリーの実現も可能になる。同技術で電力の基となるのは,機械的な動き,光,熱,振動などである。その場合の無線通信機能は,たとえ発電機能が数日止まっても問題なく動作するよう,超低消費電力である必要がある。これまで100社以上の企業がそうした製品間の相互接続性を確保するための標準仕様「EnOcean」の策定に関わってきた。欧州や北米市場では,既に膨大な技術開発に基づく数百種類の製品が発売されている。そして,その動きがまさに今,日本でも始まろうとしている。(主催者翻訳)

Wireless sensors and switches are becoming an important part of helping to monitor and control our world without having to pull cables everywhere. One disadvantage of these sensors and switches up to recently was the fact that they were battery powered. Batteries require monitoring, changing, disposal and many batteries fail long before expected causing malfunction in the system. With billions of such sensors and switches planned, nobody wants to have the nightmare of dealing with all of the battery issues. Energy harvesting powered wireless technology (developed and patented in the 1990s in Germany) solves these battery problems and has now opened the door to maintenance free products that last for decades. The sensors and switches are powered by small changes in their environments - such as mechanical, light, thermal or vibration. The ultra-low power wireless modules have to be especially developed to function with minimum energy - sometimes the products have to function reliably for days without any new energy. A new wireless standard - EnOcean - has been created by over 100 innovative companies to ensure the interoperability of the end products and to educate the community of the technology capabilities. There are already hundreds of products available and tens of thousands of deployments of the technology around Europe and N. America - the technology is now being launched in Japan.

14:30〜15:20

熱電変換技術の新たな展開

産業技術総合研究所
エネルギー技術研究部門 熱電変換グループ 研究グループ長
小原 春彦 氏

 物質の熱起電力を利用した熱電変換技術は,熱と電気の直接変換が可能であることから,長い間研究開発が行われてきたが,電気から熱への変換であるペルチェ効果を利用した冷却,温度調整用途以外には効率が低かったために未だに実用化普及は進んでいない。一方,1990年後半から優れた性能を持つ材料が見つかり,実用化への期待が高まっている。特に,半導体超格子やナノ構造材料で優れた性能が報告されており,これまでにない実用化分野が広がる可能性がある。現在,センサや電子デバイスの高効率な冷却,自立電源を可能とするマイクロ発電などが検討されており,欧米では新しい薄膜熱電材料を用いたデバイスを製造するベンチャーが立ち上がっている。本講演では,熱電変換の基礎から最近の材料、デバイス開発の進捗,センサなど新たな分野への熱電変換の実用化普及の展望について概説する。

15:20〜15:40

休憩

15:40〜16:30

マイクロ環境振動発電の現状と展望

東京大学
大学院 工学系研究科 機械工学専攻 准教授
鈴木 雄二 氏

 近年,環境に薄く広く存在するエネルギーを電力として取り出す環境発電 (Energy Harvesting)が注目されている。エネルギー源としては,環境光,電磁波,熱,振動などが候補であり,そのエネルギー密度は小さいが,小電力の自立デバイスを長期間保守なしに使用可能とする技術として極めて有用である。なかでも,振動からの発電は,タイヤ空気圧モニタセンサ(TPMS)をはじめとする自動車,航空機などの輸送機器,携帯医療福祉機器,道路,鉄道 などへの応用が期待されている。ここでは,環境振動発電の現状について,講演者らのエレクトレット発電デバイスの開発状況も含めて解説し,課題と今後の展望について議論する。

16:30〜17:20

RF Energy Harvesting Techniques and Applications

 (無線からエネルギーを回収する技術群とその応用)

米Intel Corp.
Intel Research Seattle
University of Washington
Alanson Sample 氏

 これまで,無線は専らデータの伝送に使われていたが,そのエネルギーを回収して電力に変換したり,蓄電してさまざまな用途に使うことが可能になってきた。テレビ,ラジオ,携帯電話,無線LANといった機器に送られる無線の信号は,ほとんどどこでも受信し,電源として利用できる。特に,都市部ではそうした無線が増える一方である。本講演では,米Intel Research SeattleとUniversity of Washingtonが進めている,無線を用いた電力伝送についての一連の研究を紹介する。具体的には,以下の3分野に焦点を当てる。 (1)1次電池を持たないセンサ端末などに電波で電力を送る,識別とセンシング用プラットフォーム(WISP)。UHF帯のRFID技術を基にする場合は,数m離れた端末に給電できる。(2)テレビの電波塔が発射するVHF帯やUHF帯の電波からエネルギーを回収するシステム。実験では,電波塔から4km離れた場所でも,市販の液晶表示の温度計や湿度計を使えるという結果を得ている,(3)電力を高い効率で中程度の距離を伝送する「磁気結合共鳴」技術の最近の進展,の3分野である。

Radio Frequency signals provide a near ubiquitous energy source due to the large number of TV, radio, cellular, and WIFI transmitters that proliferate in our urban environments. While the traditional use of RF transmission is for data transfer, it is possible to harvest, convert, and store this energy for use in a variety of applications. This talk presents ongoing work at Intel Research Seattle and the University of Washington in the field of RF wireless power transfer. In particular, three research efforts are highlighted.

The Wireless Identification and Sensing Platform (WISP) is a programmable, battery-free sensing and computational platform designed to explore sensor-enhanced RFID applications. WISPs are powered exclusively from harvested RF energy and have an operating range of up to several meters when powered by a standard UHF RFID reader. The second system harvests VHF or UHF energy from TV towers, with power available depending on range and broadcast transmit power. Experiment results show the ability to power a commercially available thermometer/hygrometer, with LCD display, using only RF power harvested from a TV transmission tower at a range of 4km. Finally, advances in mid-range, high efficiency RF power transfer techniques, using magnetically coupled resonators, are presented.

17:20〜18:30

情報交換会

5月28日(木)

先端ユーザー・インタフェース技術セッション
デジタル機器の操作系に代表されるユーザー・インタフェースへの応用は,今やセンサ技術応用の一つの柱になっています。このセッションでは,タッチパネルに代表される触覚系デバイスの進化形や脳波センシング,拡張現実(augmented reality:AR)といった今後の普及が期待される最先端のユーザー・インタフェース関連技術の現状と,将来の可能性を議論します。
・Tech-On!関連記事「AR(拡張現実)技術がユーザー・インタフェースを変える」
・Tech-On!関連記事「『ケータイ・ゲームを脳波で操作』,米ベンチャーが開発」

10:00〜10:50

「触覚センシング」が可能にする新しいユーザー・インタフェース

電気通信大学
知能機械工学科 教授
下条 誠 氏

 タッチパネルを活用する情報機器の普及なども手伝い,「触覚」や「触覚フィードバック」を利用してインタラクティブな入力を実現するユーザー・インタフェースが改めて注目されている。触覚は,情報を得るために接触などの動作が必要で,受動的な他の感覚と異なり,能動的・探索的な性質がある。このため,人間の皮膚感覚を完全に再現する触覚センサの実現は,工学的にクリアすべきハードルが高い。この講演では発展途上にある触覚センサの課題を整理し,今後の応用を概観する。また,保持した物体が「滑る」直前を検知する「すべり覚」や,物体に接触する直前を検知する「近接覚」によって可能になる,新たな応用について解説する。

10:50〜11:40

低コストのブレイン・コンピューター・インタフェース(BCI)が可能にする新しい機器

米NeuroSky Inc.
Managing Director
伊藤 菊男 氏

 米NeuroSky Inc.は,脳波をセンサで読み取って各種の民生機器で利用するためのインタフェース技術を開発した,シリコンバレーのベンチャー企業である。家庭やオフィスといったノイズの多い環境で精度良く脳波を読み取るセンサと信号処理モジュール,解析ソフトウエアなどを,おもちゃに採用できるほどの低価格で提供する。まずは,「集中度」及び「リラックス度」の検出機能を提供済みで,今後は感情の変化(喜び,悲しみ,怒りなど)を機器に伝える機能を追加予定する。脳とコンピュータを接続する低コストのBCI(brain computer interface)が,今後の機器をどのように変え得るか,デモの映像を交えながら紹介する。

11:40〜12:30

QMEMS技術に基づく角速度/加速度センサの実力と活用--物理量計測から次世代UIデバイスまで

エプソントヨコム
開発技術統括部 商品企画戦略部 課長
宮澤 輝久 氏

 エプソントヨコムは,独自のQMEMS技術に基づき,超小型の角速度(ジャイロ)センサを製品化している。QMEMS技術は水晶加工技術に端を発しており,競合の他社製品と比べて,温度安定性や精度に優れる特徴を持つ。このため最近は,カーナビゲーションやデジタルカメラの手ぶれ補正といった従来の用途に加え,研究開発向けの物理量計測や,人の動作やジェスチャを機器の操作に利用するUIのためのデバイスなどまで用途が広がってきている。本講演では,こうした新しい用途の具体例や使いこなしのポイントを,国立スポーツ科学センター(株)ニコンNokia Research Center (NRC) といったユーザーの声を交えつつ解説する。また,QMEMS技術に基づく加速度センサなど,現在開発中のセンサについても触れる。

12:30〜13:30

昼食(主催者が用意いたします)

13:30〜14:20

AR時代のユーザー・インタフェース ―錯覚を利用しヒトの感覚を拡張

大阪大学
大学院 情報科学研究科 バイオ情報工学専攻 准教授
安藤 英由樹 氏

 「拡張現実(augmented reality:AR)」とは,現実環境の映像などに,情報を重畳する技術や環境を指す。AR技術を応用したユーザー・インタフェースは,現実空間に適切なタイミングと分量でユーザーに効果的な情報を提供できる点で優れており,今後の機器開発で重要性を増す可能性が高い。ただし,こうした環境では,人間がコンピュータから一度に受け取れる情報の総量や思考力の限界を考慮する必要が出てくる。例えば,人間の感覚-知覚メカニズムにもとづいた錯覚などをうまく利用して,最低限の情報量で最大限の効果を得るような方法論がリソースの有効活用に必須だと思われる。本講演では,AR技術を応用するユーザー・インタフェース技術の現状を概観すると共に,既存技術をARに適応させるための問題点に触れ,アンビエント的情報提供の必要性について解説する。

14:20〜15:10

マルチカメラ,カメラアレーが可能にする次世代センシング ―三次元計測やデジタル・リフォーカシング,ロボットやARへの応用にも

ビュープラス
リサーチラボ ディレクター
関口 大陸 氏

 カメラ付き携帯電話機などの普及で小形の撮像素子が安価に入手できるようになってきた。民生機器ではまだあまり例がないが,研究開発や産業機器,自動車などの分野では,こうしたカメラを複数同時に利用した応用が始まっている.カメラの数を一つから,二つ,三つと増やし,画像処理技術と同時に利用することで,単数のカメラでは撮影できない映像を得られるほか,対象の三次元形状をリアルタイムで把握するセンサとして使える.さらに多数のカメラを集積して「カメラアレー」を構成すると,デジタル制御でカメラのフォーカスを変化させたり,不必要なモノを映さないカメラを作成できる.こうした技術は,AR(augmented reality:拡張現実)を応用したUIやロボットの実用化で重要になる。

15:10〜15:25

休憩

15:25〜16:15

UIデザイナーから見たセンサ技術--課題とポスト・タッチパネルへの期待

ソフトディバイス
代表取締役
八田 晃 氏

 米Apple Inc.「iPhone」の登場以降,タッチパネルを中心として,ユーザーの直感的な動作やジェスチャを機器のユーザー・インタフェース設計に取り入れることは当たり前になりつつある。ただし,こうしたタイプのUI設計には従来と異なる観点があり,設計を消化しきれていない製品も残念ながら散見される。その一方で,タッチパネルや加速度センサ以外のデバイスと直感的なUIの組み合わせに挑戦する進歩的な動きも始まっており,これまで別の用途に使われていたデバイスの活用や,新たなデバイスの開発が期待されている。本講演ではユーザー・インタフェース設計者の立場から,センサを用いた直感的なUI設計の難しさと,そうしたUIに向けたデバイスに求められる機能について解説する。

16:20〜16:50

公開質問会

下条氏,伊藤氏,宮澤氏,安藤氏,関口氏,八田氏
司会:山田 剛良(日経エレクトロニクス 副編集長) 

 先端ユーザー・インタフェース技術 セッションの講師をパネリストとして迎え,UI技術の今後と課題に関して参加者からの質問に答え,議論する。

  • ※講演時刻等,随時更新いたします。
  • ※プログラムは変更になる場合があります。あらかじめご了承願います。
  • ※海外講師の講演には,同時通訳が付きます(英→日)。
  • ■受講料のお支払:
  • 後日,受講券・ご請求書を郵送いたします。ご入金は銀行振込でお願いいたします。
  • なお,振込手数料はお客様のご負担になりますのであらかじめご了承ください。
  • ■お申し込み後のキャンセルおよび欠席:
  • お申し込み後のキャンセル,ご送金後の返金はお受けいたしかねます。代理の方が出席くださいますようお願いいたします。

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