平成 25 年度成果報告書

社会課題対応センサーシステムに関する検討

平成 26 年 3 月
独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(委託先)

みずほ情報総研株式会社

『社会課題対応センサーシステムに関する検討』
委託先

みずほ情報総研株式会社
平成 26 年 3 月(調査概要)
本調査は、センサシステムの活用により、社会インフラや健康医療、農業分野での我が国の社会的課題解決への寄与に向け、具体的にどのようなセンサシステムが求められているか、その課題や必要となる性能等を具体的に明らかにすることを目的に実施した。
社会インフラ・健康医療・農業分野の現状の国内外のセンサシステムの技術動向を調査し、各種センサシステムの特性、ニーズ、他の類似技術との比較検討などを実施し、現状のセンサシ
ステムの課題・問題点の抽出、求められるセンサシステム像を明確にした。また、センサシス
テムを実用化、普及する上での課題を明らかにした。さらに、それらセンサシステムの普及により社会的課題解決に与える効果、インパクトを予測し、センサシステムの位置づけ、重要度を明確化した。最後に、三分野に寄与し、広く普及するためのセンサシステムに求められる共通課題を抽出するとともに、各分野の具体的な性能を示した。

目
1.

調査の目的と概要 ....................................................................................................................1
1.1.

調査目的 ...........................................................................................................................1

1.2.

調査概要 ...........................................................................................................................1

1.3.

委員会構成、および委員会実施状況 ................................................................................1

1.3.1.

委員会構成 ................................................................................................................2

1.3.2.

委員一覧 ....................................................................................................................3

1.3.3.

委員会、ワーキングの実施状況 ................................................................................6

1.4.
2.

国内外のセンサシステムの技術開発動向 .......................................................................122.1.1.

国内外センサシステム事例集計 ..............................................................................122.1.2.

海外センサシステム事例 .........................................................................................142.1.3.

センサシステム類似技術 .........................................................................................21

2.1.4.

各種センサシステムの特性比較 ..............................................................................26

2.2.

各社会インフラ分野におけるニーズ及び実用化等 .........................................................29

2.2.1.

橋.............................................................................................................................312.2.2.

トンネル ..................................................................................................................34

2.2.3.

プラント施設 ...........................................................................................................38

2.2.4.

公共・商用施設 .......................................................................................................402.3.

センサシステムの効果、インパクト ..............................................................................412.3.1.

効果、インパクトの具体的項目および対象インフラ ..............................................412.3.2.

想定される効果、インパクトの検討 .......................................................................42

健康医療分野 .........................................................................................................................44
3.1.

国内外のセンサシステムの技術開発動向 .......................................................................44

3.1.1.

国内外センサシステム事例集計 ..............................................................................44

3.1.2.

センサシステム類似技術 .........................................................................................46

3.1.3.

各種センサシステムの特性比較 ..............................................................................47

3.2.

各健康医療分野におけるニーズ及び実用化等 ................................................................49

3.2.1.

生活習慣病一次予防（健康増進・予防・未病分野） ..............................................51

3.2.2.

生活習慣病二次予防（健康増進・予防・未病分野） ..............................................53

3.2.3.

予後管理、リハビリ、介護（三次予防） ................................................................55

3.2.4.

見守り（福祉） .......................................................................................................57

3.3.

4.

ヒアリング一覧 ..............................................................................................................10

社会インフラ分野 ..................................................................................................................12
2.1.

3.

次

センサシステムの効果、インパクト ..............................................................................58

3.3.1.

効果、インパクトの具体的項目 ..............................................................................58

3.3.2.

想定される効果、インパクト ..................................................................................58

農業分野 ................................................................................................................................60
i

4.1.

4.1.1.

国内外センサシステム事例集計 ..............................................................................60

4.1.2.

海外センサシステム事例 .........................................................................................62

4.1.3.

センサシステム類似技術 .........................................................................................63

4.1.4.

各種センサシステムの特性比較 ..............................................................................65

4.2.

各農業分野におけるニーズ及び実用化等 .......................................................................67

4.2.1.

農業分野における主な社会課題 ..............................................................................67

4.2.2.

完全人工光型植物工場 ............................................................................................69

4.2.3.

太陽光利用型植物工場・温室 ..................................................................................71

4.2.4.

農場 .........................................................................................................................74

4.2.5.

畜舎 .........................................................................................................................76

4.3.

5.

国内外のセンサシステムの技術開発動向 .......................................................................60

センサシステムの効果、インパクト ..............................................................................78

4.3.1.

効果、インパクトの具体的項目 ..............................................................................78

4.3.2.

想定される効果、インパクト ..................................................................................78

社会インフラ・健康医療・農業分野の共通課題 ...................................................................79
5.1.

共通技術課題の分析 .......................................................................................................79

5.2.

技術課題における各分野の具体例 ..................................................................................80

5.2.1.

センシング対象 .......................................................................................................80

5.2.2.

小型（利用操作性）、高耐久性・高信頼性 ..............................................................80

5.2.3.

自立電源、通信（無線）、データ処理 .....................................................................81

5.3.

データ利活用における課題 ............................................................................................84

ii

要 約
＜和

文＞

本調査は、センサシステムの活用により、社会インフラや健康医療、農業分野での我が国の社会的課題解決への寄与に向け、具体的にどのようなセンサシステムが求められているか、その課題や必要となる性能等を具体的に明らかにすることを目的に実施した。
社会インフラ・健康医療・農業分野の現状の国内外のセンサシステムの技術動向を調査し、各種センサシステムの特性、ニーズ、他の類似技術との比較検討などを実施し、現状のセンサシス
テムの課題・問題点の抽出、求められるセンサシステム像を明確にした。また、センサシステムを実用化、普及する上での課題を明らかにした。さらに、それらセンサシステムの普及により社会的課題解決に与える効果、インパクトを予測し、センサシステムの位置づけ、重要度を明確化した。最後に、三分野に寄与し、広く普及するためのセンサシステムに求められる共通課題を抽出するとともに、各分野の具体的な性能を示した。
＜英文＞

This survey has been conducted for the purpose of:Clarification of needs, issues, and performances for sensor systems
Solutions of our social problems in the field of social infrastructure, health care, andagriculture by using sensor systems
A detailed description of the survey:
Current technology trends in Japan and other countries for sensor systems in the field ofsocial infrastructure, health care, and agriculture
Characteristics and needs of sensor systems
Comparisons of sensor systems with similar technologies
Current issues and problems of sensor systems○ Clarify the tasks toward to practical and widespread use of the sensor system○ Clarify the importance and positioning of the sensor system, considering how the spreadof the system will give impact and effect to our social issues.
○ Clarify the specific advantage for our social issues.

iii

1. 調査の目的と概要
1.1.

調査目的

独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構では「社会課題対応センサシステム開発プ
ロジェクト」において、センサネットワークに使用されるセンサデバイスの共通的な課題である、無線通信機能、自立電源機能及び超低消費電力機能の搭載を実現する革新的センサの開発を行い、センサネットワークの導入によるエネルギー消費量等の把握（見える化）及びエネルギー消費量の制御（最適化）により、低炭素社会の実現に寄与することを目指している。
こうしたセンサシステムは、上記の省エネ分野に加え、同じく我が国の喫緊の社会的課題である、社会インフラや健康医療、農業分野等においても、課題解決に向けての寄与が期待されるところである。
このため、センサシステムの活用による、社会インフラや健康医療、農業分野での社会的課題
解決への寄与に向け、具体的にどのようなセンサシステムが求められるか、その課題や必要となる性能等を具体的に明らかとするための調査を実施する。

1.2.

調査概要

（調査項目１）社会インフラ、健康医療、農業の各課題解決に資するセンサシステム関連調査
社会インフラ、健康医療、農業の各課題解決に資する現状の国内外のセンサシステムの技術開発動向を網羅的に調査し、各種センサシステムの特性（性能、経済性、使用条件等）比較、ニーズ調査、他の技術との比較検討などを実施し、現状のセンサシステムの課題・問題点の抽出、求められるセンサシステム像の明確化を行う。
（調査項目２）センサシステムの実用化、普及、制度・規制に関する調査
調査項目１におけるセンサシステムを実用化、普及させるための方法を検討する。その際、技術的課題以外の、制度・規制に関する課題なども明らかにする。
（調査項目３） センサシステムの効果、インパクト、位置づけ、重要度に関する調査
調査項目２におけるセンサシステムの普及によって、社会課題解決にどの程度の効果、インパ
クトがあるかを予測する。その際、各課題の中でのセンサシステムの位置付け、重要度を明確化する。
（調査項目４）センサシステムに求められる共通課題、性能に関する調査
調査項目１～３を踏まえて、社会インフラ、健康医療や農業分野等において寄与し、広く普及するためのセンサシステムに求められる共通課題を抽出するとともに具体的な性能を提示する。

1.3.

委員会構成、および委員会実施状況

調査実施にあたり、「社会課題対応センサーシステムに関する検討委員会」と社会インフラ、健康医療、農業分野ごとワーキンググループを設置し、調査を行った。

1

1.3.1. 委員会構成
以下図表 1.1 に、委員会、ワーキンググループ構成と役割を示す。

図表 1.1

委員会、ワーキンググループ構成と役割

2

1.3.2. 委員一覧
以下図表 1.2 に「社会課題対応センサーシステムに関する検討委員会委員一覧」、および図表
1.3 に社会インフラ、図表 1.4 に健康医療、図表 1.5 に農業分野ワーキンググループの委員一覧を示す。
■社会課題対応センサーシステムに関する検討委員会
図表 1.2

社会課題対応センサーシステムに関する検討委員会委員一覧※氏名は５０音順（委員長、ワーキンググループ兼務委員は除く）

氏名

所属

役職

備考

委員長

大久保 雅隆独立行政法人 産業総合研究所 つくばイノベーションアリーナ推進本部

上席イノベー
ションコーディネータ

大和田 邦樹帝京大学 理工学部 情報科学科

教授

藤田 博之

東京大学 生産技術研究所 マイクロナノメカトロニクス国際研究センター

センター長

藤巻 真

独立行政法人 産業技術総合研究所 電子光技術研究部門

主任研究員

前田 龍太郎独立行政法人 産業技術総合研究所 集積マイクロシステム研究センター

センター長

鷲田 祐一

一橋大学 商学研究科

准教授

藤野 陽三

東京大学大学院 工学系研究科 総合研究機構

特任教授

社会インフラ
分野WG長

内田 充

一般財団法人 石油エネルギー技術センター（JPEC） 技術企画部

主任研究員

社会インフラ
分野WG

横塚 雅実

鹿島建設株式会社 土木管理本部 土木技術部

部長

社会インフラ
分野WG

日吉 和彦

財団法人 医療機器センター附属 医療機器産業研究所

上級研究員

健康医療
分野WG長

後藤 英司

千葉大学大学院 園芸学研究科 環境園芸学専攻

教授

農業分野
WG長

3

■社会インフラＷＧ
図表 1.3

社会インフラ分野ワーキンググループ委員一覧※氏名は５０音順（ワーキンググループ長、委員会兼務委員は除く）
氏名

所属

役職

＜WG長＞
藤野 陽三

東京大学大学院 工学系研究科 総合研究機構

特任教授

内田 充

一般財団法人 石油エネルギー技術センター（JPEC） 技術企画部

主任研究員

横塚 雅実

鹿島建設株式会社 土木管理本部 土木技術部

部長

飯田 憲司

日本電気株式会社

マネジャー

今仲 行一

技術研究組合 NMEMS技術研究機構

理事長

風間 博之

NTTデータ株式会社

室長

鷹野 秀明

日立製作所株式会社

主任研究員

中島 邦雄

特定非営利活動法人 ナノフォトニクス工学推進機構

担当部長■健康医療ＷＧ
図表 1.4

健康医療分野ワーキンググループ委員一覧※氏名は５０音順（ワーキンググループ長は除く）
氏名

所属

役職

＜WG長＞
日吉 和彦

財団法人 医療機器センター附属 医療機器産業研究所

上級研究員

唐木 幸一

オリンパス株式会社

執行役員

小池 智之

技術研究組合 NMEMS技術研究機構

主幹研究員

新藤 幹雄

株式会社タニタ部長

4

■農業ＷＧ
図表 1.5

農業分野ワーキンググループ委員一覧※氏名は５０音順（ワーキンググループ長は除く）
氏名

所属

役職

＜WG長＞
後藤 英司

千葉大学大学院 園芸学研究科 環境園芸学専攻

教授

粟津 浩一

独立行政法人 産業技術総合研究所 電子光技術研究部門

副部門長

伊藤

独立行政法人 産業技術総合研究所 集積マイクロシステム研究センター

副研究センター長武田 宗久

技術研究組合 NMEMS技術研究機構

副所長

星 岳彦

近畿大学 生物工学部生物工学科

教授

寿浩

5

1.3.3. 委員会、ワーキングの実施状況
委員会、ワーキング開催状況を時系列に示す。



第１回 社会課題対応センサーシステム検討委員会
インプット

検討事項

アウトプット

調査全体概要説明

調査の進め方

調査実施の注意点



国内センサシステム事例



国内事例の分析

国内事例の整理方法



国内事例のニーズ、課題

制度、規制の分析、検討

制度、規制の整理方法



関連する制度、規制

センサシステムの効果、イン

センサシステムの効果、イン

センサシステムの効果、イン
パクト

パクトの精査、検討

パクトの追加調査項目等

第１回 健康医療 WG
インプット

検討事項

アウトプット

調査全体概要説明

調査の進め方

調査実施の注意点



第一回委員会状況報告

国内事例の分析

センサシステムニーズ整理



先導研究内容紹介ヒアリング内容の精査



ヒアリング事例の整理



健康医療分野における国内セ

効果、インパクトの分析

ヒアリング追加候補



センサシステムの効果、イン

ンサシステム事例

健康医療分野のヒアリング報

パクトの事例分析結果

告

健康医療分野のセンサシステ
ムの効果、インパクト

健康医療分野の経済的損失に
関する事例

等

6



第１回 社会インフラ WG
インプット

検討事項

アウトプット

調査全体概要説明

調査の進め方

調査実施の注意点



第一回委員会状況報告

国内事例の分析

センサシステムニーズ整理



先導研究内容紹介ヒアリング内容の精査



ヒアリング事例の整理



社会インフラ分野における国

効果、インパクトの分析

ヒアリング追加候補



センサシステムの効果、イン

内センサシステム事例
社会インフラ分野のヒアリン

パクトの事例分析結果

グ報告


社会インフラ分野のセンサシ
ステムの効果、インパクト

社会インフラ分野の経済的損失に関する事例等

第１回 農業 WG
検討事項

インプット

アウトプット

調査全体概要説明

調査の進め方

調査実施の注意点



第一回委員会状況報告

国内事例の分析

センサシステムニーズ整理



先導研究内容紹介ヒアリング内容の精査



ヒアリング事例の整理



WG 長センサシステムニーズ

効果、インパクトの分析

ヒアリング追加候補



センサシステムの効果、イ

分析報告

ンパクトの事例分析結果

星委員農業分野のセンサ活用
事例紹介



農業分野における国内センサ
システム事例

農業分野のヒアリング報告



農業分野のセンサシステムの効果、インパクト

農業分野の経済的損失に関す
る事例

等

7



第２回 社会インフラ WG
インプット

検討事項

アウトプット

第一部：先導研究中間報告

海外事例の分析

海外事例の精査

イメージング技術紹介

ヒアリング内容の精査



ヒアリング事例の整理



社会インフラ分野の海外セン

整理表内容分析

整理表精査結果

サシステム事例紹介



研究開発内容の精査

社会インフラ分野の追加ヒア
リング報告



COCN、国交省の検討状況紹
介等

第２回 健康医療 WG
インプット

検討事項

アウトプット

第一部：先導研究中間報告

海外事例の分析

海外事例の精査

健康医療分野の海外センサシ

ヒアリング内容の精査



ヒアリング事例の整理

ステム事例紹介

整理表内容分析

整理表精査結果



健康医療分野の追加ヒアリン
グ報告

調査結果整理報告等

8

第２回 農業 WG
インプット

検討事項

アウトプット

第一部：先導研究中間報告

海外事例の分析

海外事例の精査



農業分野の海外センサシステ

ヒアリング内容の精査



ヒアリング事例の整理

ム事例紹介



整理表内容分析

整理表精査結果



農業分野の追加ヒアリング報
告

調査結果整理報告等

第２回 社会課題対応センサーシステム検討委員会
インプット

検討事項

アウトプット

調査全体進捗報告

三分野調査結果の精査

報告書【暫定版】の検収

三分野進捗報告



三分野共通課題の検討



三分野共通課題の追加検討検

報告書【暫定版】



三分野共通課題（案）

討箇所
等

9

ヒアリング一覧

1.4.

調査の手法として、センサシステムを使用されるユーザへのヒアリングを、以下、図表 1.6 に基づきヒアリングを実施した。ただし、ヒアリング項目はヒアリング先の状況（センサシステムの活用実績がないユーザ等）に応じて内容を変更してヒアリングを行った。

図表 1.6

項目

ヒアリング項目

具体的質問項目

測定対象について

測定目的について

測定項目（何を測定しているか？何を使って？）



現状の測定精度（どれくらいの時間間隔で？精度は？）

測定点（測定点数は？測定空間間隔は？）

データ収集量（サーバに保管？どれくらいのデータ量？）

通信方法（有線？無線？通信しない？）



現状の課題？（測定上の課題、データ処理・分析上の課題等）

３．センサシステムへの

現状の測定項目に関する要望（高精度化、小型化、省エネ化等）

要望

新規で測定したい項目等



センサ以外の代替技術について

センサシステム化に際する要望

データ理・画像処理・分析・可視化等に関する要望

センサシステム化に際しての課題



センサシステムの導入に際して課題となる可能性のある法規制

対象分野特有の制限

注目している国内外のセンサシステム技術



注目している国内外の施策等

１．対象について

２．現状について

４．法規制等の課題

５．国内外での技術動向

以下に社会インフラ、健康医療、農業分野毎、ヒアリング件数とヒアリング分野を示す。
【社会インフラ分野】


ヒアリング件数：13 件ヒアリング分野：衛星リモートセンシング、プラント・パイプライン、高速道路管理、インフラモニタリング、ビル設備モニタリング、公共インフラ、幹線道路モニタリング・高密度
面パターンセンシング、トンネルモニタリング、ガス、化学プラント全般、鉄道、自治体管
理インフラ【健康医療分野】
ヒアリング件数：3 件

ヒアリング分野：在宅医療、循環器系バイタルモニタリング、健康組合取り組み10【農業分野】

ヒアリング件数：3 件

ヒアリング分野：微生物学、完全人工光植物工場、肉用牛肥育112. 社会インフラ分野
2.1.

国内外のセンサシステムの技術開発動向

2.1.1. 国内外センサシステム事例集計
Web 等で調査した社会インフラ分野の国内外センサシステム関連情報を、センサシステムの対
象ごとの橋、道路（トンネル等も含む）、その他公共インフラ（河川、斜面等）、プラント施設、
公共・商用施設の５項目で整理した結果を図表 2.1 に示す。国内外で橋が 14 件（内、国内が 6件）、道路（トンネル等も含む）が 6 件（全て国内事例）、その他公共インフラ（河川、斜面等）
が 9 件（内、国内が 6 件）、プラント施設が 8 件（全て国内事例）、公共・商用施設が 8 件（全て国内事例）であった。

図表 2.1

国内外センサシステム事例の分野毎の件数

社会インフラ

公共・商用施設,
8（内、国内8件）
橋, 14（内、国内6件）
プラント施設, 8（内、国内8件）

その他公共インフラ, 9（内、国内6件）

道路（トンネル等含む）, 6（内、国内
6件）

また、センサシステム活用において利用目的において多かった災害、工場設備保全・環境モニタ
リング、工程管理の３項目について、その事例の一部を以下、図表 2.2 に示す。

図表 2.2

災害

利用目的が多い事例の一部紹介

自然災害（水害が中心）探知用のセンサネットワーク



花粉飛散状況、温湿度、風向風速、降水量などの気象データ、河川水位、遠隔画像、
積雪深さ、浸水状況、土壌水分、振動など

工場設備保全・環

自治体や国交省地方整備局への導入実績あり



温度、湿度、圧力、電流、電圧、振動、排ガス、ガス流量、水質など、工場内設備や境モニタリング

周辺環境のモニタリング


空調に特化したモニタリングシステム

12

建設機械（車両）情報の遠隔管理

食品工場などでは衛生管理にも活用

1km 間隔で端末を設置し、マルチホップにより約 10km 四方をカバーするシステムも存在（免許不要）

工程管理



大部分が RFID

RFID はパッシブタイプ（電池非内蔵）、アクティブタイプ（電池内蔵）の双方が選択可能

導入実績として医薬品の安全性確保を目指すための温度トレーサビリティシステム
など

13

2.1.2. 海外センサシステム事例
Web 等で海外センサシステム事例を収集した結果を、以下、図表 2.3 に示す。
また、事例一覧で背景を黄色で示した「青馬大橋」の事例の詳細を後述した。また、NIST（National Institute of Standards Technology:米国立標準技術研究所）
による技術革新プログラムで実施されたインフラ関連プロジェクトも紹介する。

図表 2.3 海外センサシステムの事例一覧

分野

橋

研究・実
証機関

香港理工
大学

橋

ロスアラ
モス国立
研究所

橋

カリフォ
ルニア大
学バーク
レイ校

機関
国籍

香港

USA

米国

フェ
ーズ

研究
開発

研究
開発

研究
開発

プロジェクト
名

―

―

―

導入先

目的

センシング
対象（物理
量等）

システム化

青馬大橋（香港）

・構造健全性のモニタリン
グ・風速・歪み（ケー
ブル、支
承、フレー
ム）

アラモサキャニ
オン(米国)

・振動による損傷の検出・測定方法や測定条件などの損傷以外の要因のモーダルパラメタ（固有振動数、振動モード、減衰係数等）への影響を研究
・ワイヤレスセンサの利用のため、AUV（無人飛行機）から RF でセンサに送電、センサから情報を収集するためのシステム検証

・振動（固
有振動数、
振動モー
ド、減衰係
数等）
・変位、歪
み、応力

・AUV（無人飛行機）を用いた、センサノードへの送電、セン
サノードからのセン
シング情報の収集

ゴールデン・ゲート橋(米国)・橋梁の健全性のモニタリングのためのワイヤレスセ
ンサネットワーク構築
・信頼性の高い振動データを低コストで得ること

・振動・データ収集システ
ム・PC をベースとした
ワイヤレスネットワ
ークシステム14―

センサー設置状況

特徴

参考文献等

・FBG（ファイバ・ブラッ
グ・グレーティング；光フ
ァイバの歪みによるブラッグ波長の変化を検出原理とした）センサを利用・センサー数 32（１ファ
イバーあたり 8 個）
・ファイバの取り付け箇
所は、ロッカーベアリン
グ、フレーム、吊ケーブ
ル・計測の分解能は 1με、最大検出周期は 20Hz（１秒間に 20 回）"Dynamic load monitoring theTsing Ma Briｄge using ahigh-speed FBG sensor
system・ワイヤレス通信規格は、Zigbee もしくは 802.11g を利用・送電は、2.5GHz 帯の RF を
利用■"Structural Health
Monitoring Studiies of the
Alamosa Canyon and I-40
Bridges"(Los Alamos
National Lab 報告書）■"Wireless Sensor
Technologies for Monitoring
Civil Structures" (Sound andVibiration/APRIL 2008),
pp.16-20)・振動検出には加速度セン
サを利用
・NSF のグラントによる研究■「地震モニタリングに向けた高精度分散同期サンプリング」（社団法人電子情報通信学会 信学技報）■"Health Monitoring of Civil
Infrastructures Using―

・64 ノード（加速度センサ
128 チャネル、温度セン
サ 64 チャネル）を設置

分野

研究・実
証機関

機関
国籍

フェ
ーズ

プロジェクト
名

導入先

目的

センシング
対象（物理
量等）

システム化

センサー設置状況

特徴

参考文献等
Wireless Sensor Networks",
Proceedings of IPSN07,
pp.254-263

橋

橋

橋

橋

イリノイ
大学

国家地震
工程研究
センター

ジョージ
ア工科大
学

LORD
Microstra
in

米国

台湾

米国

米国

研究
開発

研究
開発

研究
開発

製品
導入

―

―

―

集鹿大橋（台湾）

・橋梁の健全性のモニタリ
ングシステムの構築のための高信頼度でかつ安価なセンサーノード、処理ソ
フトウェアの提供

・吊橋のケーブルの健全
度の確認

―

―

・インフラの遠隔監視を安価で容易にするための技
術開発
・亀裂形成の検知を行うための技術開発―当該企業の製品は、ベンジャミン・フランクリ
ン橋、グレート・
ロード・ステート
橋、ゴールド・ス
ター橋、コリント・構造健全性のモニタリン
グ・導入の手間、コストの低減、システムの導入作業
で橋の供用が中断されないというメリットの提供

―（情報な
し）

・ケーブル
の張力
・吊橋の桁
の水準

―

―

―

・ＦBG センサを利用

・歪み
・応力
・亀裂形
成、等

―

―

・振動
・変位
・温度
・歪み

・大量のセンサーノードによるワイヤレ
スモニタリング
・大量のデータを処理し、適切なメンテ
ナンス作業につなげるために、クラウド―

15

・Intel Imote2 センサーを利用したモニタリングシステムのプロトタイプを作製
・損傷診断等のためソフトウェアライブラリを提供
・NSF のグラントによる研究

http://shm.cs.uiuc.edu/

・研究レベルであるが、台風の状況下でのケーブルの振動状況により、ケーブルの不安定性が確認されている■"Structural assesment of arepaired cable bridge
damaged in 1999 Chi-chi
earthquake", Proceedings ofthe International Symposium
on Engineering Lesson
Learned for the 2011 Great
East Japan Earthquake,
March 1-4, 2012, Tokyo,
Japan, pp.1822-1833.

・ポリマー等の基板上にインクジェット法等により印刷プ
ロセスで製造可能なセンサの設計
・フレキシブルで、どこにでも設置可能なセンサノードの構
築・歪みの大きさは、ひずみとともにセンサのアンテナ構造の変化に伴う応答変化の大きさにより検知・センサノードへのエネルギ
ーハーベスティングについても検討されている・・センサノードの消費電力を抑えるため、データを計測しないときはスリープモードとなる・リアルタイムでのモニタリン
グシステムの環境設定、管理・保守が可能http://www.cee.vt.edu/news/spotlights/Roberto_CivilEngi
neeringMagazine.html
http://www.gtresearchnews.g
atech.edu/wireless-smart-sk
in-sensors-monitor-infrastru
cture/

http://www.microstrain.com/
applications/civil-engineering

分野

研究・実
証機関

機関
国籍

フェ
ーズ

プロジェクト
名

導入先

目的

センシング
対象（物理
量等）

ス運河橋、等、多くに導入実績
がある

橋

その
他公
共イ
ンフ
ラ

Resensys

National
Research
CouncilCanada・ケンブリ
ッジ大学（Centrefor Smart
Infrastructure andConstruc
tion)

米国

カナ
ダ

英国

製品
導入

―

実証

Wireless
SensorNetworks for
Real-Time
Coutinuous
Monitoring
andAssessmentof Water andWastewater
Pipes

研究
開発

Smart
Infrastructure―（情報なし）システム化

センサー設置状況

特徴

参考文献等

・最大 1000 個のセンサノードの設置が可能

・データ通信用の機器は太陽電池で動作可能
・ワイヤレス通信は、
IEEE802.15.4（ノード間のデータ送受信）、CDMA、GPRS（管理センターとの遠隔通信）・データ処理としては、リアル
タイムでのデータの可視化・管理、ユーザの閾値設定による警告発生、データ履歴の管理、などが可能

http://www.resensys.com/

ベースのデータ管理
システムを提供・構造健全性のモニタリン
グ・モニタリングシステムの低コスト導入・運用、長期
耐久性、簡易な導入を目指している・システムはセンサ
ノード(SenSpot)、データ収集用デバイス（SeniMax)、データ
集計等の管理ツール（SenScope)で構
成する

・歪み
・振動
・傾き
・歪み
・湿度
・温度

NRC ホームページ

レジェイナ市の上下水道管

・地下鉄（ロンドン）
・上下水道（ヨークシャー市）
・道路（英国道
路庁）

・上下水道管の漏れや破損の検知・効率的な上下水道の運用・保守のための支援

・工事現場での環境状態（騒音やダスト）のモニタリ
ング・上下水道管の漏れや破損の検知
・トンネルや橋のモニタリン
グ（傾きや変位、歪み、振動）と警告発信

・流速（下
水道）
・振動（水
の漏れ）
（上水道）

・無線通信（センシ
ングデータを中央サーバーに送信）・漏れの検出のための振動パターン解析ソフトウェア

・センサーは上下水道管に設置
・センサネットワークの規模は市が管理する上下
水道管全体

・大規模実時間デノモニタリ
ング・低コスト化を実現している・歪み・変位・振動、ノイズ
・傾き・車両に搭載された
デジタルカメラのトン
ネル表面の画像データの遠隔地への送信・解析（亀裂の検知）・光ファイバーによる歪みデータの解析・光ファイバーセンサ（インフラ表面、及びインフラへの埋め込み）・振動によるエネルギーハー
ベスティングの研究開発についても行っている16

http://www.nrc-cnrc.gc.ca/eng/dimensions/issue1/wirele
sssensors.html

http://archive.nrc-cnrc.gc.ca/eng/projects/irc/waste-wa
ter.html

http://www-smartinfrastruct
ure.eng.cam.ac.uk/

分野

その
他公
共イ
ンフ
ラ

研究・実
証機関

―

機関
国籍

オラ
ンダ

フェ
ーズ

研究
開発

プロジェクト名

Nextgeneration
infrastructure
s

導入先

Next
generation
infrastructures

目的・上水道の水質管理
・上水道館の漏れ、破損の
予測

センシング
対象（物理
量等）

システム化
・配管の漏れや破損の予測のためのモ
デル開発（実時間でのシミュレーション）
・シミュレーション
は、貯水槽の状況、
流量、圧力、ポンプの稼働状況を考慮

・水圧
・流量

17

センサー設置状況

―

特徴

参考文献等

・水道管網中でのセンサー
ネットワークの利用に向けたエネルギーハーベースティングに関する研究開発を実施（エネルギー源の検討、エネ
ルギーハーベスティングの挙動予測、連続モニタリングのためのセンサーノードの性
能最適化）

http://www.nextgenerationinf
rastructures.eu/

―事例 1「「青馬大橋（香港）」－
ファイバ・ブラッグ・グレーティングを利用した構造健全性モニタリング
ファイバ・ブラッグ・グレーティングを利用した構造健全性モニタリング
 インフラの概要
・建設年： 1997 年
・全長： 2,160m

・方式： 鋼線によるつり橋

・区間： 青衣島～馬湾島・特徴： 吊り橋として世界で 6 番目の規模、道路鉄道併用橋としては世界一の長さ

 センサ導入状況
センサ導入状況・香港理工大学による研究開発
・ファイバ・ブラッグ・グレーティングセンサを利用
・橋梁の支柱部分、フレーム、ケーブル等の歪みをモニタリング―事例 2「「TIP（（Technology Innovation Program）
Program）」－」－
国家のとって重要でかつ、革新的、ハイリスク・ハイリターンな研究分野への投資
国家のとって重要でかつ、革新的、ハイリスク・ハイリターンな研究分野への投資
 TIP 概要・NIST
NIST（National
National Institute of Standards Technology:米国立標準技術研究所）によるTechnology:米国立標準技術研究所）による技術革新プログラム
・対象：インフラ（モニタリング、修復）・対象：
インフラ（モニタリング、修復）、製造技術（先進材料、製造プロセス、材料
設計）
・インフラモニタリングには約 1.2 億 USD（120120 億円)を投資
を投資
図表 2.4

投資全体におけるインフラ関連規模
投資全体におけるインフラ
関連規模

 プロジェクト
・TIP
TIP のプロジェクトテーマ一覧、及び 2008 年の高度センシング技術開発賞の一覧を
次頁以降の表に示す
次頁以降の表に示す
 その他
プログラム自体は 3 年で終了
18

以下、図表 2.5 に TIP のインフラモニタリングに関するプロジェクトテーマを示す。
図表 2.5

TIP のインフラモニタリングに関するプロジェクトテーマ一覧

Project Title

Lead Participant

Project
Fund
Performance
Total
PeriodSelf Powered Wireless Sensor Network For
Structural Bridge Health Prognosis

Mistras Group,
Inc.,DBA PhysicalAcoustics Corporation

2/1/2009 1/31/2014

Cyber-Enabled Wireless Monitoring Systems
2/1/2009 for the Protection of Deteriorating National University of Michigan
1/31/2014
Infrastructure Systems
Infrastructure Defect Recognition,
Visualization, and Failure Prediction System
2/1/2009 ELXSI
utilizing Ultra Wide Band Pulsed Radar
4/30/2013
Profilometry
Fiber Sensing System for Civil Infrastructure Distributed Sensor
2/1/2009 Health Monitoring
Technologies, Inc.
6/25/2012
Development of Rapid, Reliable, andUniversity of Texas at 2/1/2009 Economical Methods for Inspection andAustin1/31/2014
Monitoring of Highway Bridges
VOTERS: Versatile Onboard Traffic
Northeastern
3/1/2009 Embedded Roaming Sensors
University
3/24/2014
Next Generation SCADA for Prevention and The Regents of the
4/1/2009 Mitigation of Water System Infrastructure
University of California
3/31/2012
Disaster(Irvine)Microwave Thermoelectric Imager for
2/1/2009 Corrosion Detection and Monitoring in
Newport Sensors, Inc.
1/31/2012
Reinforced Concrete
Development of SCANSn for Advanced Health Acellent Technologies 2/1/2009 Management of Civil Infrastructures
Inc.
8/30/2012
Civil Infrastructure Inspection and2/1/2010 CyPhy Works, Inc.
Monitoring Using Unmanned Air Vehicles
1/31/2013
Automated Nondestructive Evaluation and
Rutgers, The State
2/1/2010 Rehabilitation System (ANDERS)for Bridge University of New
1/31/2015
Decks
JerseyDistributed Fiber-Optic Sensing Technology
2/1/2010 Optellios, Inc.
For Civil Infrastructure Management
1/31/2013
Robotic Rehabilitation of Aging Water
Fibrwrap Construction, 2/1/2010 Pipelines
Inc.
1/31/2015
A Rapid Underground Pipe Rehabilitation
2/1/2010 LMK Enterprises, Inc.
Technology
7/31/2012
Development of a Multiscale Monitoring and
Health Assessment Framework for Effective Rensselaer Polytechnic 2/1/2010 Management of Levees and Flood-Control
Institute
1/31/2014
Infrastructure Systems
Development of High-Toughness,
The Regents of the
2/1/2010 Low-Viscosity Resin for Reinforcing Pothole University of California
1/31/2013
Patching Materials(UCLA)
Advanced Coating Technology for
2/1/2010 MesoCoat, Inc.
Infrastructure
1/31/2013

19

TIP
funds

$13,899 K$6,930K$19,162 K$8,998
K$6,747 K$3,119K$8,548 K$4,030K$6,842 K$3,421
K$18,802 K$9,000K$5,685 K$2,800K$2,498 K$1,249K$2,995K$2,453$4,996 K
K$5,990 K$17,923 K$8,810K$1,930K$8,462$17,582 K
K:$1,701$3,411 K
K$3,917 K$6,928 K$3,462K$3,051 K$1,499K$3,956 K$1,792K

以下、図表 2.6 に TIP インフラ向け高度センシング技術開発賞受賞プロジェクトを示す。
図表 2.6

プロジェクト名

TIP インフラ向け高度センシング技術開発賞受賞プロジェクト一覧

実施者

期間

予算（万ド
ル）
TIP
総額 助 成額公共インフラの高度な健全性を可能にする自 Accellent
2009/2/1
600 300～2012/1/31
立型非破壊センシングネットワークの啓発 Technology 社
公共インフラの健全性モニタリングのための Distributed Sensor 2009/2/1
854 403
Technologies 社～2012/1/31
光ファイバセンシングシステム
超広帯域パルスレーダー表面形状測定装置を
2009/2/1
用いたインフラの欠陥の把握・視覚化・故障 ELXSI 社
674 312～2012/1/31
予測システム鉄筋コンクリート腐食検知・モニタリングマ
2009/2/1
Newport Sensor 社
250 125～2012/1/31
イクロ波熱電撮像装置
自動車に搭載して橋や道路の状態を観測・評 ノースイースタン 2009/2/1
1880 900～2014/1/31
価する多目的センサーの開発
大学
橋梁の構造健全性を予知診断する電源内蔵型 Physical Acoustics 2009/2/1
1390 693
社～2014/1/31
無線センサーネットワーク
水道システムインフラの災害を予防及び緩和
カリフォルニア大 2009/2/1
するための次世代型監視制御・データ収集シ
568 280～2012/1/31
学アーバイン校
ステム
国家インフラシステムの劣化を防ぐためのコ
2009/2/1
ンピュータネットワークを利用した無線監視 ミシガン大学
1916 900～2014/1/31
システム
高速で信頼性が高く経済性に優れた道路橋の テキサス大学オー 2009/2/1
684 342～2014/1/31
点検・モニタリング手法の開発
スティン校

20

2.1.3. センサシステム類似技術
社会インフラ分野において、インフラ点検時に利用されるセンサシステム類似技術の調は、「橋梁定期点検要領（案）国土交通省 国道・防災課 H16.3」で示されている詳細調査方法を参考に行った。詳細調査方法は、機器を使った非破壊検査、およびイメージングを活用する場合が多く、非破壊検査結果を画像で診断する場合もある。
以下、図表 2.7 に「橋梁定期点検要領（案）国土交通省 国道・防災課 H16.3」を参考に非破壊検査方法の特徴を整理した結果を示す。
＜表の見方＞
・イメージング関連は背景が薄緑、非破壊検査は背景が白、ただし、非破壊検査結果を画像診断する場合は薄緑でそれぞれ示す。
・橋梁関連は黒字、トンネル関連は青字でそれぞれ示す。
・○印は、「橋梁定期点検要領（案）国土交通省 国道・防災課 H16.3」に明記されている詳細調査における検査方法を示す。
図表 2.7
検査方法○超音波板
厚測定（板厚
測定）
超音波短傷
法

○渦流探傷
試験

橋梁、トンネル詳細調査方法におけるイメージング、非破壊検査技術把握できる内容・厚さの測定・厚さ、空洞深さ、ひび割れ深さ・表面および表層部の欠陥、特に亀裂に有効適用範囲

使用方法

・金属、非金
属および超
音波を透過
させる材料

・超音波により共振を起こして肉厚を測定する・超音波を送信しコンクリー
ト内の超音波の伝播時間を測定することにより、厚さ、空洞の深さ、ひび割れ深さ
を計測

・導電材料

・コイルにより測定物にうず電流を与え、表面のひびわれ等の変化によるうず電流の変化を検出して損傷を判
別する

21

利点

問題点

・測定は容易・使用実績が多数ある・装置が小型・欠陥の詳細形状
を計測可能

・記憶保存が困難
・塗膜が厚いと精度が悪い・マッチング液が必
要・曲面への接触が困難
・検査に時間がかかる

・測定速度速い・経済的である・形状が単純なもの
でないと適用しにくい・内部の欠陥は検知できない・欠陥以外の材料
的因子により影響を受ける
・測定に熱練を要す
る

検査方法

把握できる内容

適用範囲

使用方法

利点

問題点

・一般的手法：極間法

・方法が簡易で亀裂の検出に優れている

・鉄鋼材料などの磁性材料のみに適用
可能・内部損傷は測定
不能
・亀裂の深さが測定
不能・記憶保存しにくい。
・測定に熱練を要す
る・損傷の形状種類が把握しにくい・塗膜が厚いと精度が悪い

・部材表面、または表面付近の亀裂の検出

・磁性材料
（鉄鋼材料
等）

○超音波探
傷試験

・部材欠陥、特に亀裂の判別に適している・また、欠陥の位置については判別しやすい・金属、非金属、プラスチック、その他
超音波を透
過させる材
料
・部材の形
状には、制
限があまり
ない

一般的手法：パルス反射法

・小さな欠陥は検出しにくいが、材料の厚さには制限は少ない
・持ち運びが容易○浸透探傷
試験

・金属および非金属材料の亀裂

・特に制約はない

・作業工程
1）浸透処理2）洗浄処理3）現像処理4）観察・材料を比較的選
ばない・作業効率が良い・写真などにより記憶が容易

・表面の亀裂のみ
検出
・多孔質材および表面の粗い材料は不
可

○赤外線調
査

・ひびわれ、うき、空洞および塗装タイルの浮
き上がり

・部材一般
・特に平面的
拡がりのあ
るものが有
利

・一般部分と異なる部分（ひびわれ、空洞）の表面温度の遠いにより欠陥位置を推定する・測定が容易、特に平面的拡がりのあるもの
・記憶の保存が容
易・判別が容易・正常な部分と欠陥部との表面温度差が生じる時間帯に調査する必要がある○ボルトヘッ
ドマークの確認・高力ボルト材
電が確認できる・刻印付のボルト

・目視・F11T ボルトの確認が容易

損傷の有無の確認
ではない

○磁粉探傷
試験

○たたき試験

・高力ボルトのゆるみの有無・高圧ボルト・高圧ボルトのナット側をた
たき、振動・異常音により損傷の有無を確認する

・簡単な調査方法
である

・精度は比較的ばらつきが大きい。
・本数が膨大となる・傷の程度・状態が把握できる責任ある
経験技術が必要○超音波探傷試験（F11T
等の損傷）

・高圧ボルト等の内部亀裂

・高圧ボルト・音波を伝達し反射時間より欠陥の位置・大きさを調べる

・現場作業時間が短い

・亀裂の位置や大きさによりバラツキがみられる○軸力計（電磁式）を利用した調査・高圧ボルト等のゆるみ・高圧ボルト・振動の共振による共振周
波数から軸力を求める

・現場作業時間が短い

・材質・ボルト長により測定ができない場
合がある

・ひびわれ幅0.2ｍｍ以上・損傷を写真撮影し画像解析により検出・一般的には、車両に照明機器等を搭載し車両を走行させながら連続撮影、記録、画像化し検査・トンネル内の 1 次元ライン
センサカメラを自走させ覆工表面を撮影し、連続走査画像を作成し検査・現場作業時間が短い

・精度は比較的ばらつきが大きい。

○
写真撮影（画像解析による
調査）
CCD カメラ撮
影、テレビカメラ撮影、ラインセンサカメラ撮影

・塗装劣化面積、ひびわれ幅・長さ・ひび割れ、破損、継ぎ目のず
れ、腐食

22

検査方法

把握できる内容○インピーダンス測定

・塗装劣化度○膜厚測定（超音波法）

・塗膜厚さ

適用範囲

使用方法

利点

問題点

・塗膜

・塗膜抵抗値を電気的に測定することによって、インピーダンスを得る・現場作業時間が短い

・精度は比較的ばらつきが大きい・塗膜・超音波により共振を起こして膜厚を測定する・測定が容易・使用実績が多数ある

・記憶保存が困難

・試験が容易精度は比較的ばら
つきが大きい・定量的な移動量が測定できる・下部構造を固定点とする必要がある

・測定が容易・流速の速い河川では使用困難な場合がある
・水深が浅いと使用困難な場合がある○付着性試
験

・塗膜の付着性・塗膜・乾燥塗膜に切り込みを入れ、その上にテープを貼り付け引っ張った際の塗膜の剥落度で評価する

○移動量測
定（支承）

・支承移動量等）

・支承等

・デジタルひずみ計による支承移動量の測定・水中基礎・水中にける、音波による構
造物や洗堀状況（地盤形状）の確認○カラーイメージングソナーによる測定・基礎の洗堀

レーザ照射計測ひび割れ

レーザ照射装置、センサ装置を車両に搭載し、反射した光をセンサで認識し画像化し検査

レーザ超音波法

欠陥レーザ照射により超音波をコンクリート内部に発生させ超音波反射エコーやコンク
リート表面振動モードにより判断･非接触、遠隔探傷
・高速探傷
・曲面の計測が可能・詳細形状が計測可能

・装置が大型

電磁波検出
法

欠陥
金属の探傷

電磁波の反射により欠陥や金属の探傷する・やや高速探傷

・ほぼ接触させた状
態で計測

尚、参考として、以下図表 2.8 に橋梁における各センサのモニタリング利用例、および
図表 2.9 に光ファイバセンサを活用した橋梁モニタリングシステムの事例、図表 2.10 に自立型センサシステムの機能と今後の機能毎への要求を示す。

23

図表 2.8

橋梁における各センサのモニタリング利用例（出典：国土交通省第 2 回社会インフラのモニタリング技術活用推進検討会委員会（一財）マイクロマシ
ンセンター講演資料）

上述のモニタリング例は光ファイバセンサも活用された事例である。光ファイバセンサ
は光ファイバ自体をセンサとして用いることによって、線あるいは面の情報として広範囲の測定が可能になる。ただし、ユーザヒアリングでは、設置コスト等の課題があり、インフラ維持管理の費用対効果の視点が重要となるとの指摘もあげられた。

図表 2.9

光ファイバセンサ活用モニタリングシステム例（東京ゲートブリッジ）（出典：経済産業省発刊、METI journal ２０１３年６・７月号

24「がんばる、センサー」）

図表 2.10

自立型無線センサシステムの機能と今後の機能毎への要求（出典：国土交通省第 2 回社会インフラのモニタリング技術活用推進検討会委員会（一財）マイクロマシ
ンセンター講演資料）

25

2.1.4. 各種センサシステムの特性比較
各種センサシステムの特性比較を、上述の国内外センサシステム事例、および以下図表 2.11 の国土交通省
委員会資料のモニタリング技術活用事例から特性比較を行った。特性比較にあたり、使用環境やセンサシステ
ムの機能等について検討を行った結果、センシング対象が最も重要で共通的な特性項目であった。よって、センシング対象を整理した結果を示す。
図表 2.11

国土交通省モニタリング技術活用事例

名称

No.

構造物の材料

施設分類

1-1

護岸ブロックの流出検知による河川護岸監

コンクリート

岸壁・護岸

1-2

桟橋上部工

コンクリート桟橋

1-3

滑走路桟橋の変位把握による健全度評価

コンクリート桟橋

1-4

光ファイバによるひずみ把握

コンクリート

橋梁・トンネル

1-5

塩害コンクリート橋の架け替えまでの変位監視

コンクリート橋梁

1-6

補修・補強を行ったコンクリート橋の長期モニタリング

コンクリート橋梁

1-7

橋梁モニタリングシステムの適用性検討

コンクリート・鋼橋梁

1-8

亀裂変位計および水管式沈下計による損傷橋梁のモニタリング

コンクリート橋梁

1-9

公益共同溝の光ファイバによる変状監視

コンクリート(埋設構造物)

共同溝

1-10

結氷港湾における水中部の劣化診断

コンクリート(埋設構造物)

岸壁・護岸

1-11

広角カメラや衝撃弾性波などによる下水道管渠のモニタリング

コンクリート(埋設構造物)

下水道

1-12

桟橋上部工の腐食モニタリング

コンクリート桟橋

1-13

走行型計測車両を適用した移動体による変位観測

コンクリートトンネル

1-14

画像による壁面劣化把握

コンクリートトンネル

2-1

東京港臨港道路の橋梁動態モニタリング

鋼

橋梁

2-2

本四連絡橋の動態把握システム

鋼

橋梁

2-3

破断検知線を用いた鋼橋の疲労損傷モニタリング

鋼

橋梁

2-4

亀裂発生個所のセンサによる状況監視

鋼

橋梁

2-5

新湊大橋の耐風対策工効果把握のための振動観測

鋼

橋梁

2-6

電気防食化した桟橋鋼管杭部の腐食状況把握

鋼

桟橋

2-7

ひずみ可視化シートによる構造部材劣化検知

コンクリート・鋼橋梁

3-1

光ファイバセンサを活用した道路斜面モニタリング

土

斜面

3-2

傾斜・ひずみセンサによる道路施設モニタリングシステム

土

斜面

3-3

既設アンカーの荷重計による緊張力監視

土

斜面

3-4

GPS センサによる法面の位置ずれ把握

土

斜面

3-5

デジタル画像計測による斜面モニタリングシステム

土

斜面

3-6

干渉 SAR 解析による地盤変動監視

土

地盤

4-1

GPS を用いた堤体の変位測定による健全度評価

その他(岩石・土砂)

ダム

4-2

特殊車両走行重量計測システム

その他(アスファルト)

道路

床版等のひずみ量モニタリング

26

4-3

カメラ・センサを搭載した車両による道路現状計測システム

その他(アスファルト)

道路

4-4

鉄道道床変位自動検知システム

その他(鉄道)鉄道（出典：国土交通省第１回社会インフラのモニタリング技術活用推進検討会委員会

参考資料 3「社会インフラにおけるモニタリング技術の活用に向けた取り組み事例」）＜センシング対象＞
図表 2.12 に収集した国内外センサシステム事例におけるセンシング対象の件数を示す。世界、国内とも、変位（応力・歪も含む）、振動（加速度も含む）、温湿度、傾斜がセンシング対象としては上位であった。

図表 2.12

国内外の社会インフラに関連する事例のセンシング対象

センシング対象一覧（世界）
35
30
25
20
15
件数
件数

10
5
0

センシング対象

以下、図表 2.13 に国内の社会インフラに関連する事例のセンシング対象の件数を示す。

図表 2.13

国内の社会インフラに関連する事例のセンシング対象

センシング対象一覧（国内）
25
20
15
10
件数
件数

5
0

センシング対象27

尚、参考として、以下図表 2.14 に社会インフラ分野の点検・監視に利用される代表的なセンサの種類を示す。

図表 2.14

社会インフラの点検・監視に利用されるセンサの種類（出典：国土交通省第 2 回社会インフラのモニタリング技術活用推進検討会委員会（一財）マイクロマシ
ンセンター講演資料）

28

2.2.

各社会インフラ分野におけるニーズ及び実用化等

文献調査およびユーザへのヒアリング、ワーキング等の情報により、以下に示す 4 項目の社会インフラ分野毎、「現状と課題」、「センサシステムへの要望」、「求められるセンサシ
ステム像」、「実用化への課題」の分析、整理を行った。
橋

トンネル（付帯施設等も含む）



プラント施設

公共・商用施設

また、以下図表 2.15 に、インフラ維持管理フローとそのフローにおける関連する要素
技術開発を示す。

図表 2.15

インフラ維持管理フローと要素技術開発（戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）研究開発計画中間発表「インフラ維持管理・
更新・マネジメント技術」藤野 WG 長講演資料より）

29

更に、地方公共団体におけるインフラ維持管理における課題を以下図表 2.16 の国土交
通省資料より示す。

図表 2.16

地方公共団体のインフラ維持管理における課題30

2.2.1. 橋
以下に、橋におけるセンサシステムの調査結果をセンサシステム、およびユーザニーズが高かった据置型イメージングシステムについて示す。
(1) センサシステム＜現状＞


自治体等の管理機関が定める点検マニュアル等に基づいて検査が実施されており、予算や人員が限られているため、自治体によっては検査が困難な場合もある。よって、定期検査がなされていない橋梁も存在する



橋梁点検マニュアルが自治体によっては出来ているが、国土交通省から提示されている橋梁定期点検要領（案）がベースになっている場合が多い

橋梁点検時の詳細調査においては、赤外線、超音波等機械を使った調査は殆ど行っていない、詳細調査も近接目視、打音検査が殆どである



一般的な検査は、定期検査が 2 年もしくは 5 年に一度、大半が人による目視と打音による定期点検である



災害時には、人手によって被災が予想される全て地点を網羅的に緊急点検を行う



首都高の橋梁等には地震計が設置されている＜課題＞


人手による手間(目視点検、足場準備)、コストがネックとなり、定常的な監視が困難な状況にある

定期点検の結果を確認する自治体担当者の現場確認力も必要である



車両の荷重監視は共通的な課題である



鋼橋の場合、鋼橋塗装管理、鋼橋の亀裂計測の課題もある

管理機関の契約によっては随意契約が困難なため、新技術を取り込みにくい環境がある＜センサシステムへの要望＞

センシング対象の物理量として、振動、変位、変形、音波などを検知して、コンクリ
ートのひび割れ、剥離、亀裂、コンクリート内部の空隙及び空洞、金属部材の腐食、亀裂、破断の状態を推定したい

外部環境（塩害・高温・高湿等）に対する耐久性、高耐環境性、耐衝撃性が高く、長期のメンテナンスフリーであって欲しい

長寿命で高効率な小型自立電源を装備しており、省電力化されているシステムである事が望ましい31



設置、取替えの容易な小型なシステムが欲しい

無線通信が可能でデータの高信頼性、データ送信における省電力化、長距離データ送信が必要である

損傷度合いの判定や健全度の判定等のデータ解析が出来る安価なシステムが欲しい＜求められるセンサシステム像＞
橋梁の状態を定常的に計測し、的確に損傷・劣化事象の検知や健全度の把握を行い、かつ予算や人員が限られている自治体において目視点検等を代替する汎用性の高いシステムが求められている。更に、設置が容易で、耐久性、耐災害性に優れ、長期メンテナンスフ
リーかつ安価、自然環境に影響を及ぼさないセンサシステムである事も重要である。

＜実用化への課題＞


海外への普及や橋梁管理データ互換性向上、及び事業拡大を目的に橋梁維持管理セン
サシステムの知財化、国際標準化等



システム商品化（量産品での耐久性、価格、取扱い性、保守性、保守点検体制構築、
ネットワークの仕様対応）



社会全体での標準化、橋梁定期点検要領等の制度・規制



地域毎、産学官の連携とモニタリングメンテナンスセンターによる実効的運用(2) 据置型イメージングシステム＜現状＞


近接目視点検や打音検査、触診等による「ひび割れ」の確認が行われている＜課題＞


足場の仮設などによりコスト増になる



高所に発生したひび割れを双眼鏡で見つける時間と集中力の問題が必要である



作業員の熟練度の違いによる点検検査のバラツキが発生している

現状の点検結果からは、いつごろ対策をすべきかを判断するのが難しい（センサシステム同様）定期点検の結果を確認する自治体担当者の現場確認力も必要である



（センサシステム同様）管理機関の契約によっては随意契約が困難なため、新技術を取り込みにくい環境がある＜求められるイメージングシステム像＜求められるイメージングシステム像＞


コンクリートひび割れ等検知を撮影した画像データから簡易にひび割れを識別でき、高精度に検知できるシステム



構造物全体または広範囲の変位とひずみを簡易に計測でき、撮影した画像のボケや位置ずれの影響を受けず、３次元方向の変位を計測できるシステム

32

データ管理、過去のデータとの比較等が容易で安価なシステム＜実用化への課題＞（上述のセンサシステムとほぼ同様である）


海外への普及や橋梁管理データ互換性向上



システム商品化（量産品での耐久性、価格、取扱い性、保守性、保守点検体制構築、
ネットワークの仕様対応）



社会全体での標準化、橋梁定期点検要領等の制度・規制



地域毎、産学官の連携とモニタリングメンテナンスセンターによる実効的運用

33

2.2.2. トンネル
以下に、トンネルにおけるセンサシステムの調査結果をセンサシステム、およびユーザニーズが高かった移動型イメージングシステムについて示す。
(1) センサシステム＜現状＞


自治体等の管理機関が定めるトンネル及び付帯構造物定期点検要領等に基づいて、検査が実施されている



一般的には、定期検査は 2 年もしくは 5 年に一度、作業員による目視、打音検査を行
う

＜課題＞


高所作業・上向き作業のため作業員への負担が大きい

点検のために交通規制が必要になる場合もある

ボルトの個々の取り付け状態差異が劣化等の安全度の低下によるものかどうかの判定
等、打音検査では判断が難しい場合がある



検査の人材の確保、人件費の削減の課題がある

（橋と同様）定期点検の結果を確認する自治体担当者の現場確認力にも課題がある

（橋と同様）管理機関の契約によっては随意契約が困難なため、新技術を取り込みにくい環境がある＜センサシステムへの要望＞

センシング対象の物理量として、振動、変位、変形、音波、温度変化（昇温速度、降温速度）などを検知して、コンクリートのひび割れ、剥離、亀裂、コンクリート内部の空隙及び空洞、金属部材の腐食、亀裂、破断の状態を推定したい

外部環境に対する耐久性、高耐環境性が高く、長期のメンテナンスフリーであって欲しい

長寿命で高効率な環境発電デバイス技術による自立電源機能を有しており、小型で省電力化されているシステムが欲しい（以下は、橋と同様である）


無線通信が可能でデータの高信頼性、データ送信における省電力化、長距離データ送信が必要である

損傷度合いの判定や健全度の判定等のデータ解析が出来る安価なシステムが欲しい

設置、取替えの容易な小型なシステムが欲しい＜求められるセンサシステム像＞
トンネルの状態を定常的に計測し、的確に損傷・劣化事象の検知や健全度の把握を行い、34

かつ予算や人員が限られている自治体において目視点検等を代替する汎用性の高いセンサシステムが求められている、更に、設置が容易または機動的なモニタリングが可能で、耐久性、耐災害性に優れ、長期メンテナンスフリーかつ安価、自然環境に影響を及ぼさない
センサシステムである事も重要である＜実用化への課題＞（橋とほぼ同様の課題である）


海外への普及やトンネル管理データ互換性向上、及び事業拡大を目的にトンネル維持管理センサシステムの知財化、国際標準化等



システム商品化（量産品での耐久性、価格、取扱い性、保守性、保守点検体制構築、
ネットワークの仕様対応）
社会全体での標準化、トンネル及び付帯構造物定期点検要領等の制度・規制



地域毎、産学官の連携とモニタリングメンテナンスセンターによる実効的運用(2) 移動型イメージングシステム
以下図表 2.17 に、参考として、移動型イメージングシステムの事例を示す。
図表 2.17

移動型イメージングシステム例（出典：国土交通省第１回社会インフラのモニタリング技術活用推進検討会委員会
3「社会インフラにおけるモニタリング技術の活用に向けた取り組み事例」）

35

参考資料

＜現状＞


近接目視点検や打音検査、触診等による「ひび割れ」の確認が行われている。

＜課題＞


作業員の熟練度による点検検査のバラツキがある

常に一定の基準の基、ブレの無い判断結果が得られない

判断結果を定量化による、客観性をもった対策が必要である



交通規制が伴い危険な作業になる場合もある

点検場所によっては、目視点検が不可能な箇所もある＜求められるイメージングシステム像＜求められるイメージングシステム像＞


コンクリートひび割れ等検知において、カメラやレーザースキャナを車載に搭載したシステムにより、ひび割れの、幅、本数、場所、漏水の有無、方向を精度よく的確に把握でき、奥行き方向（３次元）の情報も計測できるシステム



画像データ処理によりコンクリート表面の汚れ等の影響なく、ひび割れ等を検出でき
るシステム



デジタルデータによる管理により過去のデータと比較しやすく、覆工表面画像写真を容易に作成でき、損傷の進行状況を確認しやすい安価な測定評価システム＜実用化への課題＞（センサシステムとほぼ同様である）


海外への普及やトンネル管理データ互換性向上、及び事業拡大を目的にトンネル維持管理センサシステムの知財化、国際標準化等



システム商品化（量産品での耐久性、価格、取扱い性、保守性、保守点検体制構築、
ネットワークの仕様対応）
社会全体での標準化、トンネル及び付帯構造物定期点検要領等の制度・規制



地域毎、産学官の連携とモニタリングメンテナンスセンターによる実効的運用
また、上述の橋梁やトンネル等の実用化においては、ニーズを発信する維持管理側とシーズを提供する技術開発の側とのマッチングが重要である。
以下、図表 2.18 にニーズとシーズとのマッチング、及びモニタリング技術基盤の構築について、産業競争力懇談会（COCN）の報告書を参考に示す。

36

図表 2.18

ニーズとシーズのマッチング、及びモニタリング技術基盤の構築（出展：産業競争力懇談会（COCN）2013 年度プロジェクト「インフラ長寿命化技術」最終報告書より）

37

2.2.3. プラント施設＜現状＞【石油化学・ガス・電力【石油化学・ガス・電力】
・ガス・電力】


極少数の測定点に限定したモニタリングを行っている



熟練作業者による聴覚等に頼った、配管から生じる音や振動の異常の定期な探索を行っている【石油化学・ガス】


比較的高価かつ大型の測定器を配管設備に設置し、有線ネットワークにより情報（配管設備の異常検出や、配管内の温度・圧力・流量等）を収集している

膨大な配管を網羅的に検査することができなため、定期的な設備の交換で対応している【石油化学・電力】


大規模蒸気プラントでは、蒸気の約 50％しか有効に利用されていない【石油化学】


腐食に関しては、海外製のシステムが多いが高価である



事故の原因として腐食が多く、腐食→漏洩→事故の関連性は高い



設備・部品にはあるが、プラントの寿命と言う概念は無い【電力】
設計値から劣化を予測して、早期の配管交換を行っている＜課題＞【石油化学・ガス・電力【石油化学・ガス・電力】
・ガス・電力】


工事コストが高い（測定器を設置するためには、配管を動作停止した上で切断搬入する必要がある）

配線の敷設コストが高い

異常発生箇所の特定や小規模の異常検出が困難である



定期点検では、急速な損傷により大事故や長期設備停止の起点となる微細な損傷や漏洩を発見できない

検査の人材確保が大変である

無線ネットワーク化に関しては、低消費電力化が課題である



地中に埋没している配管、天井付近の配管、断熱材敷設配管等は目視確認ができない＜センサシステムへの要望＞【石油化学】


センシングを、設備保全のためのモニタリング（圧力、振動、肉厚、ガス検知、軸受けのノイズ、流量等）のために行い、機械・設備の稼動停止に繋がる要因を早期に発38

見し、回避、通報が可能で、操業状況の見える化のためのシステムが欲しい

可動式・脱着式のセンサによる、地中に埋没している配管のセンシングや配管の外か
ら蒸気流量を測定できると良い

ロボット等との連携により人による計測が不可能または困難な設備（貯蔵タンクや人の入ることができない場所）腐食・亀裂の診断を行い、メンテナンスの要否の判断や制御をリアルタイムに実現することによる生産性を向上させること、及び工場周辺環境のモニタリングにより環境影響度の評価、工場設備へのフィードバックを行うことが出来るシステムが欲しい

広域・多数に渡る設備の運用状況を継続に検査・監視が可能なシステムが欲しい

小型で、耐久性、高い耐熱性（250℃～300℃）、防爆（火花が散らない）性の高く安価なセンサシステムが欲しい【ガス・電力【ガス・電力】
・電力】


地中に埋没している配管のセンシング、及び工場周辺環境のモニタリングにより、環境影響度の評価、工場設備へのフィードバックを行うことが出来るシステムが欲しい

設備保全のためのモニタリング（流量等）により、機械・設備の稼動停止に繋がる要因を早期に発見し、回避、通報が可能で操業状況の見える化が出来るシステムが欲しいロボット等との連携により人が入ることが出来ない場所でのセンシングや広域・多数に渡る設備の運用状況の把握を行うことが出来るシステムが欲しい

小型で、耐久性、高い環境性、または、メンテナンスが容易で安価なセンサシステムが欲しい＜求められるセンサシステム像＞【石油化学・ガス・電力【石油化学・ガス・電力】
・ガス・電力】


空中を伝播する音波･振動を測定する革新的センサ端末等により、配管の外から配管内の蒸気等の流量を測定でき、異常時は配管の内容物の流量把握、及び漏洩等の異常発生を検知する超広帯域・高感度でセンシングし、平常時は、配管の振動状況を広帯域・高感度に検出することが可能なセンサシステム



無線センサネットワークによる、適切な運用・メンテナンス、災害等の発生時の迅速な復旧を実現するセンサシステム



設置・取替えが容易な小型で、耐久性に優れることにより長期にメンテナンスフリー
かつ自然環境に影響を及ぼさず、機動性に優れ、安価なセンサシステム＜実用化への課題＞【石油化学・ガス・電力【石油化学・ガス・電力】
・ガス・電力】


配管の劣化、流量を検知可能な低電力振動センサおよび、配管環境において、無線送信可能な電力を取得する自立電源および無線システムの開発



高圧ガス保安法／省エネ法等の制度、規制、電力は省エネ法等の制度、規制

39

2.2.4. 公共・商用施設＜現状＞【公共・商用
【公共・商用施設】
・商用施設】


保守員の経験と勘に依存している



建築物の耐震診断や設備の回転機器の劣化診断を行うシステムがいくつか開発されている【商用施設】


代表的な部屋を決めて、その部屋を測定することがオフィスでは一部実施されている＜課題＞【公共施設・商用施設【公共施設・商用施設】
・商用施設】


システムのセンサ端末や設置工事費に費用がかかる

建築物に合わせた診断システムの開発が必要であり、システム全体の価格が高い



取得したデータによる、二次災害防止や災害直後のサービス早期再開のためのシステ
ムの実用化に課題がある



人材の確保・人件費の削減



特に、病院では無線を使用したがらない＜センサシステムへの要望＞【公共施設・商用施設【公共施設・商用施設】
・商用施設】


センシング対象は振動、流量以外に圧力や音や室内温度分布等で設備機器（空調、ポンプ等）・配管・配線の劣化診断モニタリングを行いたい

無線ネットワーク化による設置場所からの無線データ通信、及び自立電源化によるケーブルに引き回しの回避や多数センサ設置を可能にしたい

小型で、耐久性が高いシステム＜求められるセンサシステム像＞【公共施設・商用施設【公共施設・商用施設】
・商用施設】


データ解析による劣化診断により、非常時の二次災害防止や設備インフラの早期復旧を支援する安価なセンサシステム・診断システム、また、異常時は異常検知に必要な物理量（振動/変位/温度/流量/発生音/電流/ノイズ等）の計測するシステムが求められる

設置環境で動作可能な高信頼電源とセンサ端末の低消費電力化がされ、複数施設の異常検知・診断できるセンサシステムが求められている＜実用化への課題＞【公共施設・商用施設【公共施設・商用施設】
・商用施設】


センサ端末及び診断システムの開発、実証試験



電波法税制面の優遇等への制度・規制

40

センサシステムの効果、インパクト2.3.

2.3.1. 効果、インパクトの具体的項目および対象インフラ＜想定される社会的効用＞
 社会インフラの長寿命化に伴う建設費用（の削減） 社会インフラ維持管理に係る人件費の削減
 プラントの稼働率の向上（点検のための運転停止日数の減少）による生産能力の増加 プラントの保守点検費用の削減＜想定される市場規模＞
 橋梁管理システム
 トンネル管理システム
 道路管理システム
 プラントの保守点検システム
効果、インパクトの検討において、社会公共インフラに関しては、以下の 3 つを対象と
した。


道路橋



トンネル



道路及び付帯施設

また、プラントに関しては、以下、図表 2.19 の検討から石油化学プラントを対象とした。

図表 2.19

プラント種類による市場、及び事故の比較

41

2.3.2. 想定される効果、インパクトの検討
社会公共インフラにおいて、センサシステムを活用してインフラ状態を的確にモニタリングすることにより補修時期や建て替えの要否が明確化され、その結果、より効果的・効率的な維持管理が出来ることによる人件費の削減等の社会的効果が考えられる。さらに、インフラの維持管理の対処方法が、対症療法型から予防保全型に代わっていき、インフラそのものの長寿命化によるコスト削減の社会的効果も予想される。また、プラントにおいては、センサシステムの活用により、運転を停止することなくメンテナンスが出来る可能性があり、その結果、設備の稼働率を向上させ、石油化学産業等の製品出荷額に直接影響を与えるような社会的効果が予想される。
センサシステムの市場規模は、社会公共インフラとプラント共に、インフラにセンサシステムを設置する需要、センサシステムの初期導入費用および保守管理費用等で決定されるが、社会的効果と比較すると小さくなると思われる。
また、社会公共インフラは、社会的損失におけるインパクトが大きい。以下、図表 2.20 に社会インフラ分野における社会的損失におけるインパクトを示す。
図表 2.20

社会インフラ分野における社会的損失におけるインパクト

分野

経済的損失
の大きさ

算定条件条件出典（参考資料）

約 16 億円（5 日間）

・首都高タンクローリ火災による通行止めによる経済損失
・事故発生直後、5 日間の損失を見積もり国土交通省 関東地方整備局 記者発
表資料「首都高の通行止めに伴う渋滞による経済損失、1 日 3 億円以上」（2008 年 8 月
28 日）

社会インフラ

対象

損失原因

道路
（首都
高）

通行止め
/
通行規制

トンネル

通行止め
/
通行規制

約 600 億円
（45 日間）人的損失

約 38 億円

物的損失
（応急復
旧）

約 60 億円

通行止め
/
通行規制

約 166 億円
（414 日間）

通行止め
/
通行規制

約 47 億円（414 日間）

通行止め
/
通行規制

約 14 兆円/
年

道路橋
（米国ミ
ネソタ州
際高速
道路のミ
シシッピ
川橋梁）

道路橋
＋トンネ
ル

・笹子トンネルによる通行止め
や通行規制による周辺地域の経済活動への影響を算定
・前面復旧するまでの 45 日間の総計
・犠牲者への賠償金
・0.38 億ドルを 100 円/ドルで換算
・残骸の除去、交通の迂回
・0.60 億ドルを 100 円/ドルで換算
・時間的損失、交通費用増加
・不供期間 414 日の総計
・1.66 億ドルを 100 円/ドルで換算
・周辺地域（州）の総生産減少
・不供期間 414 日の総計
・0.47 億ドルを 100 円/ドルで換算
・関門海峡トンネル・橋の交通遮断による交通の阻害状況
・地域別の実質所得の変化により、国全体での損失を算定

日本経済新聞電子版「笹子トンネル事故の経済損失は 600 円以上」（2013 年 4 月3 日）、算定は山梨大学地域防災・マネジ
メント研究センターの武藤慎一准教授

土木学会論文集 F, Vol.66、No.1,
14-26,2010. 1「米国ミネソタ州での落橋事故の社会的影響」

関門海峡道路建設促進協議会、中国経済連合会、（社）九州経済連合会「関門海峡道路の早期実現に関する要望」(2010 年 8 月）

上述の社会的損失の事例より、インフラの社会における役割の重要度によって大きく変わってくることが分かる。ただし、公共インフラの事故により人的被害が発生した場合は、損失額では示せない安心、安全面での社会的損失のインパクトが大きい。
42

＜参考データ＞
図表 2.21

プラントの市場規模と業種別の事故件数【 プラントの市場規模】
プラントの市場規模 】【 業種別の事故件数】
業種別の事故件数 】○国内のプラントエンジニアリング産業の業務受注額より、「電力プラント」に続き、「化学プラント」の市場規模が大きくなっていることが伺える○業種別では、「化学工業」、「石油・石炭製品製造業」の事
故件数が目立つ○事後の種別としては、「火災」と「漏洩」の件数が多い

2.5

）
円2.0
（兆1.5
額
注
受
トン1.0
ラプ0.5
0.0

80

火災
爆発
漏洩
その他

70
60

国内
海外

50
40
30
20
10

電力
通信
化学
プラ
プラ
プラ
ント
ント
ント
・シ
・シ
ステ
ステ
ム
ム

製鉄
プラ
ント

貯蔵
輸送
シス
テム

0

その
他産
業プ
ラン
ト

業種別の事故発生状況（一般事故）；「石油コンビナー
ト等特別防災区域の特定事業所における事故概要（平成23年中）」（消防庁特殊災害室、平成24年）のデータ
より、グラフを作成

プラント施設別受注額：「平成22年度 エンジニアリン
グ産業の実態と動向 －業務統計速報ー」（財団法人
エンジニアリング振興協会、平成22年9月）のデータより、グラフを作成

図表 2.22

食品 製紙 化学 石油 窯業 鉄鋼 非鉄 機械 電気 ガス 倉庫 廃棄業製 業 工業 ・石 ・土 業 金属 器具 業 業 業 物処
炭製 石製
造業
製造 製造
理業
品製 品製
業 業
造業 造業

産業事故の発生状況【 産業事故の発生状況】
産業事故の発生状況】○過去10年間の重大事故の発生状況では、化学工業に集中している○過去 年間の重大事故の発生状況では、化学工業に集中している
発生日
H15.8.5
H21.4.15
H21.11.4

業種
食品
化学
化学

食品工場におけるフロンガスの漏洩
除害設備からの塩素ガス漏洩
三フッ化窒素充てん場の爆発、火災

H23.3.11

石油

地震によりタンクが落下、配管が破損し、LＰガス漏えい爆発

H23.3.12

化学

他事業所の爆風、火災により火災発生

H23.11.13

化学

塩化ビニルモノマー製造施設の爆発

H23.11.13

化学

オキシ反応工程A系の緊急放出弁の故障により、オキシ反応工程A系が緊急停止。塩酸塔の温度管理がマニュアル等の不備もあり適切にできず、HClに死者1名
VCMが混入。その結果、後工程の塩酸塔還流槽等で物質が異常反応し、内部圧力が上昇、破裂し、火災、爆発。

H24.4.22

化学

H24.9.29

化学概要

主な被害状況
軽傷39名
軽傷32名
軽傷11名
重傷1名、
軽傷5名
人的被害なし
死者1名、軽傷1名

用役プラントの停止により、全工場へのスチームが停止、レゾルシンプラント
死者1名 近隣が緊急停止。結果、窒素攪拌を開始し、緊急冷住宅999軒に被却水に切り替えたが、冷却速度が遅く循環水に切り替えるため、インターロッ
害クを解除。攪拌が停止し、液層上部の温度が上昇、急激に反応が進み爆発。
中間タンクに約６０立米の液溜めを実施。温度管理が実施されていなかったた
死者1名
め、コイルのない液層上部が冷却されず、不均一な温度分布となり、化学反
負傷者36名応が進行し、内部圧力が上昇し、破裂、火災。

主な産業事故の発生状況：「産業事故の発生防止に向けた対応の方向性」（経済産業省商務流通保安グループ、平成25年2月）より、表を作成

43

3. 健康医療分野
3.1.

国内外のセンサシステムの技術開発動向

3.1.1. 国内外センサシステム事例集計
Web 等で調査した健康医療分野の国内外センサシステム情報を、予防、医療の２項目で整理した結果を図表 3.1 に示す。見守りは対象者が健常者、高齢者の場合は予防へ、患者の場合は医療に分類した。国内外で予防が 8 件（内、国内が 5 件）、医療が 9 件（内、国内が 3 件）とほぼ同様の件数であった。

図表 3.1

国内外センサシステム事例の分野毎の件数

健康医療

予防, 8
（内、国内が5件）

医療, 9（内、国内が3件）

また、センサシステムをパーソナルヘルスケア、介護、遠隔医療の３項目で整理した結果を図
表 3.2 に示す。

図表 3.2

国内センサシステム事例の分野毎の特徴

パーソナルヘルスケア

市販の血糖値測定器を携帯電話に接続し、測定データを自動記録
活動量計・血圧計・体組成計のデータをスマートフォンに送信、蓄積データを可視化
提供されているサービスは基本的にデータサーバーにデータを保存し、データを可視化するものである介護

利用者宅に設置された人感センサーが、あらかじめ設定された生活リズムの異常を検知すると、自動的に情報センターへ通報されるセンサが検知した場所を web 上でグラフ表示可能
携帯電話などのメールから安否や緊急通報を確認可能




44

遠隔医療



33 都道府県で約 18,200 名が利用中

在宅にて医療機関や医師のアドバイスを受けることが出来るシステム
血圧や歩数計等のデータがテレビ電話（フレッツフォン）を介して送信、登録される。
グラフ化された健康情報を基に医師や健康管理士、保健師などがテレビ電話を通じて遠隔地から健康アドバイスを行う。
NTT ドコモ、亀田総合病院グループなどで共同実証実験を実施済。地域中核医療機関である亀田総合病院と介護サービス施設、調剤薬局及び患者宅をブロードバンドネット
ワークで結び、医療健康情報の自動登録やテレビ電話を利用した在宅医療を支援する遠隔医療の実現に向けた実証を行った（2012/2/1～3/31）。

45

3.1.2. センサシステム類似技術
また、本調査対象である介護等で活用されるアシスト関連ロボット事例を以下、図表 3.3に示す。

図表 3.3アシスト関連ロボット事例（出典：HAL(Hybrid Assistive Limb) （サイバーダインウェブページ）

46

3.1.3. 各種センサシステムの特性比較
各種センサシステムの特性比較を、上述の国内外センサシステム事例から特性比較を行った。特性比較にあたり、使用環境やセンサシステムの機能等について検討を行った結果、センシング対象が最も重要で共通的な特性項目であった。よって、センシング対象を予防と医療の大きく 2 項目に分けて整理した結果を示す。
＜センシング対象＞
予防に関連するセンシング対象は、体重、歩数、血圧が多く、医療に関連するセンシング対象は、血圧、脈拍、血糖値が多い。よって、血圧は予防、医療の両分野共通でニーズが高いセンシング対象となった。

図表 3.4

健康医療に関連する事例のセンシング対象

センシング対象一覧（世界：全体）

件数
件数

12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

センシング対象

以下、図表 3.5、図表 3.6、に予防、医療に関連する事例のセンシング対象の件数を示す。

図表 3.5予防に関連する事例のセンシング対象

47

センシング対象一覧（世界：予防）
5
4
3
件数
件数

2
1
0

センシング対象

図表 3.6

医療に関連する事例のセンシング対象

センシング対象一覧（世界：医療）
8
7
6
5
4
件数
件数

3
2
1
0

センシング対象

48

3.2.

各健康医療分野におけるニーズ及び実用化等

文献調査およびユーザへのヒアリング、ワーキング等の情報により、以下に示す 4 項目の健康医療分野毎、「現状と課題」、「センサシステムへの要望」、「求められるセンサシステ
ム像」、「実用化への課題」の分析整理を行った。


生活習慣病一次予防（健康増進・予防・未病分野）･･･

対象が健常者



生活習慣病二次予防（健康増進・予防・未病分野）･･･

対象が軽症病態者



予後管理、リハビリ、介護（三次予防）

見守り（福祉）以下、図表 3.7 に生活習慣病のイメージを示す。

図表 3.7

生活習慣病のイメージ（出典：厚生労働省生活習慣病対策室 HP）
また、診断・治療等の医療分野に関しては様々な取り組みがあり、今後は、健康予防の産業規模が大きくなると思われる。よって、健康予防分野のより大掛かりな社会整備が望まれる事から調査対象を健康予防分野とした。
以下、図表 3.8 に健康予防分野の具体的なイメージを示す。

49

図表 3.8

健康予防分野の具体的なイメージ（出典：次世代ヘルスケア産業協議会）

50

3.2.1. 生活習慣病一次予防1（健康増進・予防・未病分野）＜現状＞
（心不全、脳卒中の原因となる）高血圧症、高血糖症などは、自覚症状が全くないた
め、日常の予防活動に無頓着な状況にある（「予防（自主的な生活習慣の改善）」が進
まず、患者は増加）



定期健康診断において、境界領域（糖尿病では空腹時血糖値 110～125、高血圧症では上 125 以上、下 80 以上）にあっても、経過観察程度の指示で、積極的な「予防」にはつながっていないのが現状である



現状、正常値である場合も、日本人中年の平均的生活習慣では、加齢とともに悪化する可能性が高いが、正常値のうちから「予防」努力が行われない状況にある＜課題＞


日常生活の中で、自然に血糖値・血圧値の上昇傾向などの健康指標を知って、自分の体の状態を把握するシステムと習慣がない

（現在、正常であっても）加齢とともに生活習慣を改善していかないと悪化すること、予防としてどうするべきか、の啓蒙・教育が必要である

自主的な予防活動の成果を評価し、促進させるシステムが必要である

モチベーションの全くない健常者、自らの健康管理意欲を持つこと、意欲を増進させること、のために、血圧、血液成分（血糖、コレステロール）、体重をいかに簡便に測れるか等の課題がある＜センサシステムへの要望＞


健常者が日常生活の中でストレスなしに、継続的に測定できること。ストレスがないとは、以下の点がある。
採血などをしない非侵襲であること



試薬の補給などが不要なメンテナンスフリーであること



測定時間が短い（数秒以内）こと



医療行為の参考になるレベルの精度であること

また、センシング対象としては、血圧、血糖値、コレステロール、心電、心拍、呼吸、体温等を必要な精度で測定出来ることが求められている

1．健常者を対象に健康を増進し、発病を予防する事。具体的には、高食塩／高脂質／低運動／過剰栄養／飲酒・禁煙等により高血圧／高脂血／高血糖／初期がん／高尿酸血等へ陥らない様に予防する事51

長期モニタリングが可能で、測定されたデータが自動的に蓄積・分析され、健康状態・予防努力を評価し、日常生活の的確なタイミングでアドバイスを行ってくれる安価なセンサシステムへの要望がある＜求められるセンサシステム像＞


非侵襲血糖値（脂質）センサシステム


日内変動に埋もれてしまわないで平均的血糖状態の長期的な変化が記録できる



試薬など補給･交換が不要で、継続的に使える

健康状態の評価、アドバイスを行ってくれる

心電・心拍センサシステム


日常生活で心臓発作の予兆検知、予防措置ができる

迅速な医師・医療機関への緊急通報が可能



長期モニタリング（様々な時間軸での測定）結果をもとに急変（や急死）の兆候を事前に捉える

呼吸、血圧、体温センサシステム


日内変動やメンタルファクターの影響を排除した平均的血圧状態の長期的な変化が測定・記録できる

カフ装着など面倒な手間かからず、数秒程度で 1 回の測定ができること

健康状態の評価、アドバイスを行ってくれる

利用者負担が極めて軽減（面倒だと利用しない）されている



血圧の常時モニタリングによる循環器系疾患の予防・予知＜実用化への課題＞


センサデバイスおよび製造プロセスの開発。ネットワークシステム（IF およびソフトウェア）の構築（医学的意味づけとセンシング工学の連携融合が重要で並行して取り組む必要あり）



薬事のクリアを想定した方式



システム活用に前向きな医師の協力

システム活用に前向きな健康保険組合、スポーツジムなどのヘルスケアサービス機関の協力

薬事法、診療報酬（健康健保法）、個人情報保護法、介護保険等の制度・規制

52

3.2.2. 生活習慣病二次予防2（健康増進・予防・未病分野）＜現状＞


血圧測定は間欠的な測定（検診時、受診時等）が殆どである



血圧の上昇により指数関数的に患者の危険度は高まる



高血圧患者は 4000 万人とも言われており、非常に多い＜課題＞


血圧は昼夜差、1 週間、1 ヶ月、季節などの変動をみることが重要である

血圧は地域差（高地、低地、寒冷地、温暖地など）があるので、その分析も必要である

常時測定による病気診断基準の改変が必要である



高齢者同士の健康セルフケアが必要である



超高齢化社会になった場合、医者の高齢化、患者増による入院先の不足、未病患者の増加などの問題がある



個人で測定した結果によるボトムアップからの医師のレベル向上が必要である



さまざまなバイタルサインデータから医学的意味合いを見分ける臨床的裏付けを得る
ことが必要である＜センサシステムへの要望＞


軽症病態者が日常生活の中で、非侵襲で面倒なく継続的に測定できること。また、センシング対象としては、血圧、血糖値、心電、心拍、呼吸、体温等を高い精度で測定出来、それぞれの変化率も把握できる

センサシステムが長期モニタリングに可能で、測定されたデータが自動的に蓄積・分析され、健康状態・予防努力を評価し、日常生活の的確なタイミングでアドバイスを行ってくれる安価なセンサシステムへの要望がある＜求められるセンサシステム像＞
非侵襲血糖値（脂質）センサシステム



測定精度が高い、データの蓄積により傾向の見える化がされていて、日内変動が連続的に記録できる

試薬など補給･交換が不要で、継続的に使える

血糖値に応じて、インスリンなど投薬のアドバイスを行ってくれる

2．軽症病態者を対象に病態を早期発見し、早期治療を行う事。具体的には、高血圧高脂血／
高血糖／初期がん／高尿酸血等により脳出血／心筋梗塞／糖尿病／進行がん／痛風等の重症疾患に進展しない様に予防する事

53

心電・心拍センサシステム



日常生活で心臓発作の予兆検知、予防措置ができる

迅速な医師・医療機関への緊急通報が可能



長期モニタリング（様々な時間軸での測定）結果をもとに急変（や急死）の兆候を事前に捉える
呼吸、血圧、体温センサシステム



降圧剤などの投薬のアドバイスを行ってくれる

脈圧波形が連続的にモニターできること

患者に測定を意識させないこと



長期モニタリング（様々な時間軸での測定）結果をもとに急変（や急死）の兆候を事前に捉える

血圧の常時モニタリングによる循環器系疾患の予防・予知
通院患者以外の多数患者の一括モニタリングシステム



多数の患者を常時モニタリングし、病状が悪化する前に適切な処置を施す



利用者負担軽減（面倒だと利用しない）



通院困難者（お年寄り、要介護者、遠隔地等）の健康状態を常時モニタリングし、健康維持のためのアドバイスを与える＜実用化への課題＞


センサデバイスおよび製造プロセスの開発・病院ネットワークシステム（IF およびソフトウェア）の構築



定期健康診断との連携



医師指導による投薬管理との連携



入院患者モニターの協力

上記の 1 次予防システムと連携

薬事法、診療報酬（健康健保法）、個人情報保護法、介護保険等の制度・規制

54

3.2.3. 予後管理、リハビリ、介護（三次予防3）＜現状＞


少子高齢化に伴う高齢者の寝たきり増加（2010 年高齢者寝たきり者数約 170 万人）
による、歩行リハビリに対する需要が増大している

介護保険料や医療費が増加している



介護が女性の労働参加促進を阻害している（在宅介護の約 75％が女性）＜課題＞


歩行リハビリを行う理学療法士の負担軽減とリハビリ自体の効率化が必要である



通院困難者（お年寄り、要介護者、遠隔地等）の健康状態監視が必要である



リハビリで転倒の予兆把握が必要である



音を検出して歩容の把握が必要な場合もある



専門施設でのリハビリを家庭内などで延長し改善効果を上げたいが、退院後は急速に効果が減退する場合があり問題である＜センサシステムへの要望＞
血圧、血糖値、心電、心拍、呼吸、体温、等を高い精度で測定でき、二次予防と同じ様に日常生活の的確なタイミングでアドバイスを行ってくれる安価なセンサシステムの要望がある

筋電、痛みやストレス等を高い精度でセンシングでき、それにより麻痺部位の筋量計
測と神経麻痺部位の特定と筋力低下を把握できる

多数の対象者を、モーションキャプチャーによる高精度歩容計測（大規模モーション
データの高精度解析）できる＜求められるセンサシステム像＞
リハビリ機器と連携可能なセンサシステム（例：筋電測定）



筋電測定が出来る事



リハビリ状態の把握が出来る事
痛み、ストレス計測センサシステム



痛みやストレスの度合いをリハビリにフィードバック出来る事



脳波計測等による定量評価によるフィードバック

ロボットと連携したセンサシステム（ロボットは「人ができないことをやる」という視点を生かした）

3．発病後、進行を抑制し、再発や重症化を防ぎ機能を一部回復させる事。具体的には、脳出血／心筋梗塞／糖尿病／進行がん／痛風等の進行を抑制し、再発や重症化を防ぎ、機能を一部回復させる事55

多数の患者の一括モニタリングシステム



多数の患者を常時モニタリングし、病状が悪化する前に適切な処置を施す



利用者負担軽減（面倒だと利用しない）



通院困難者（お年寄り、要介護者、遠隔地等）の健康状態を常時モニタリングし、健康維持のためのアドバイスを与える＜実用化への課題＞
上述の生活習慣病二次予防と同様

56

3.2.4. 見守り（福祉）
見守りは、歩行困難者と認知症患者を対象とした。

＜現状＞【歩行困難者】


少子高齢化に伴う高齢者の寝たきり増加による、歩行困難者の増加



転倒防止の取り組みが重要【認知症患者】


高齢化等による認知機能（視力、聴力、注意障害など）の低下



介護保険料や医療費の増加＜課題＞【歩行困難者】


歩行困難者の行動監視が必要である



老人の衰えは早く、月や週の単位でも筋力が低下を監視する必要がある【認知症患者】


転倒リスクの増大が問題である



転倒・骨折などにより寝たきり状態へならない対策が必要である



介護士の重作業化への対応が必要である



遺伝的可能性と血液分析による予兆検出の可能性検討

行動把握による疾病症状把握＜センサシステムへの要望＞
歩行履歴、筋量等を高い精度で測定でき、日常生活の的確なタイミングでアドバイス

を行ってくれる安価なセンサシステムへの要望がある
行動状況等を高い精度で測定でき、測定されたデータが蓄積、分析され、行動状態を

予測し見守り者へアドバイスを行ってくれる＜求められるセンサシステム像＞


転倒防止センサシステム



離床だけでなく、活動範囲のあらゆるところに使用可能で行動予測が可能

徘徊防止センサシステム



行動予測が可能で、介護士の作業軽減、効率化に繋がるシステム＜実用化への課題＞


センサデバイスおよび製造プロセスの開発



患者モニターの協力

健康保険組合、スポーツジムなどのヘルスケアサービス機関の協力



薬事法、診療報酬（健康健保法）、個人情報保護法、介護保険等の制度・規制

57

センサシステムの効果、インパクト3.3.

3.3.1. 効果、インパクトの具体的項目＜想定される社会的効用＞
 生活習慣病の発症予防による医療費の削減
 生活習慣病の発症予防による介護費の削減
 がんの早期発見による医療費削減＜想定される市場規模＞
 生活習慣病のモニタリングシステム
 がん早期発見モニタリングシステム
3.3.2. 想定される効果、インパクトセンサシステムを用いて健全者の健康状態をきめ細かくモニタリングすることにより、
生活習慣病への対処方法が、発症後の対症療法型から発症を未然に防ぐ予防型へ代わって
いき、健康寿命の増加という、波及効果が大きいと考えられる社会的効果が期待される。
センサシステムの市場規模は、センサシステムの需要、初期導入費用および運用費用等で見積もられる。センサシステム利用対象者を生活習慣病の一次予防から三次予防までの対象者に想定すると、ほぼ国内の 20 歳以上の全員がセンサシステムを利用することになり得るので、センサシステムの市場規模は、人々の健康予防への意識に大きく影響すると思われる。
また、社会的効果は、以下図表 3.9 に示す健康医療分野における社会的損失におけるインパクトも重要である。
図表 3.9

健康医療分野における社会的損失におけるインパクト
経済的損

分野

対象

損失原因

失

算定条件条件出典（参考資料）

の大きさ

健康医療

超過医療

1 兆 3,086

・喫煙が原因となる病気に関厚生労働省 医療構造改革関連資

生活習慣

費

億円/年

する医療費の増加分を算定

料 生活習慣病対策（総論）関係

病

超過死亡

11,4000 人

・喫煙が原因となる死亡数を（数値データは「平成 13 年度厚生

（喫煙要

数

/年

算定

労働科学研究費補助金 たばこ税

因）

労働力損

5 兆 8,454

・病気・死亡等による労働力減

増税の効果・影響等に関する調査

失

億円/年

少による損失研究報告書」を引用している）

・以下の合計値

厚生労働省 報道発表資料「自殺・→2009 年に自殺した方の生

うつ対策の経済的便益（自殺やうつ涯所得の推計額による社会的損失）」（2010 年 9 月 7

所得の減
2 兆 7 千億
自殺・うつ

少
円/年
社会保障

58

費の増加

→うつ病によって 2009 年に日）

必要となる失業給付、医療給付の減少額の合計
・約 3 万 1 千人で推移している

GDP の

1 兆 7 千億

自殺死亡者数がゼロになった

減少

円/年

と仮定し、単年度の GDP 引き上げ効果を算定

上述より、生活習慣病による労働力損失や自殺・うつによる所得減少等のインパクトが大きく、その改善に向けた対応が求められる。

59

4. 農業分野
4.1.

国内外のセンサシステムの技術開発動向

4.1.1. 国内外センサシステム事例集計
Web 等で調査した農業分野の国内外センサシステム情報を、センサシステムの種類毎に太陽光利用型植物工場・温室4、農場、畜舎の 3 項目で整理した結果を図表 4.1 に示す。
国内外で農場が 29 件（内、国内が 20 件）、畜舎が 8 件（内、国内が 4 件）、太陽光利用型
植物工場・温室が 6 件（内、国内が 4 件）であった。

図表 4.1

国内外センサシステム事例の分野毎の件数

農業
太陽光利用型植物工場・温室,
6（内、国内が4件）

畜舎, 8（内、国内が4件）

農場, 29（内、国内が20件）

4 温室とは、ブラスチックハウス（通称ビニルハウス）とガラス室の総称であり、一般的な施設園芸の形
態60

また、センサシステムの共通な特徴が多かった GPS ガイダンス、農地測量、トレーサ
ビリティ、ハウス環境管理、農場環境管理の５項目で整理し、その特徴を以下、図表 4.2に示す。

図表 4.2

GPS ガイダン



ス

農地測量

トレーサビリ

国内センサシステム事例の分野毎の特徴

トラクターなど農業機械に GPS システムを取り付け、圃場等情報に基づき整備支援を行う
システム



夜間作業等にも活用可能

ハンドルに取り付けたモーターを制御することで自動操舵を可能とするシステムもある圃場形状、面積を GPS を用いて計測するシステム



作業機の走行距離や作業面積の計測も可能



超音波式土壌貫入計や土壌水分計と組み合わせたシステムもある

農協や自治体、個人生産者向け



養豚トレーサビリティシステム。固体毎に発育状況を把握することが可能。防疫効果の向ティ

上、出荷日数の短縮、餌代の削減等の効果。その他、生産履歴情報を消費者に提供可能となるためブランド保護にも役立っている。


IC タグを用いた食品（食肉、乳製品、農作物等）の品質管理（生産から販売まで）。生産
履歴が付随。

ハウス環境管

温度・湿度・日射量・炭酸ガスなどの計測・遠隔監視。風向・風速・気温などの計測。

理

空調異常などハウス内環境制御機器の計測・遠隔監視。



各種装置の遠隔制御。



測定・計測情報はパソコンやスマートフォンで確認可能



気温・湿度・日射量・土壌温度・土壌水分・降水量・電気伝導度・PH 値・肥料濃度などの

農場環境管理測定圃場のカメラによる撮影

測定されたデータはクラウドにて自動収集・蓄積され、グラフ化される

61

4.1.2. 海外センサシステム事例
Web 等で海外センサシステム事例の収集した結果を、以下、図表 4.3 に海外センサシステム事例の一部を示す。センサシステム件数は８件であるが複数に活用可能な事例が４件ある。
図表 4.3 海外センサシステム事例一覧

分野

畜舎

研究・
実証
機関
マドリ
ード工
科大
学

農場
太陽
光利
用型
植物
工場・
温室
畜舎

豪連
邦科
学産
業研
究機
構
（CSIR
O）

農場
太陽
光利
用型
植物
工場・
温室

フラウ
ンホー
ファ

機関
国籍

フェ
ーズ

スペ
イン

研究
開発

オー
スト
ラリ
ア

ドイ
ツ

研究
開発

研究
開発

プロジェク
ト名/製品
名
―

―

―

導入
先

目的

―

・家畜（豚）の輸送時の環境（気温・湿度）への生体に及ぼす影響の観察

・温度、湿度―・農場・畜産等の環境情報の収集、及び予測・自動的な品質管理

・降雨量
・風速/風向・温度・湿度
・照射量
・土壌塩分濃度・土壌水分量・水質・家畜の場所、等

・ワイヤレスセンサによる情報収集・ノードから収集した生のデータを
CSIRO の Web ページ上でビデオスト
リーミングとして可視化
・CSIRO の Web サイトから予測のためのツールの利用が可能

不明

・ワイヤレスセンサネットワーク
・センシング情報の解析のためのア
ルゴリズム・ソフトウェア開発―

・スマート農業による農業生産性の向上
・各種センサーと地理データ、気象データ等の融合によるソリュー
ションの提供センシング対象（物理量
等）

62

システム化

センサー設置
状況

特徴

参考文献等

・農場
・運送中のトラック
・処理場―

http://www.mdpi.com/1424-8220/9/6/472
8―・通信範囲は 12km 以
上・通信速度は 3Mbps
・農家支援ソリューションを提供（灌漑、植え付
け/育種、作物価格の把握、肥料・農薬使用の適正化）

http://www.csiro.au/
Outcomes/ICT-andServices/National-C
hallenges/Sensors-and-network-technolo
gies.aspx―

http://www.fcm.fraun
hofer.de/en/beispiele
11/drahtlose_sensorn
etzeinderland-undfor
stwirtschaft.html―

4.1.3. センサシステム類似技術
センサシステム類似技術として代表的な技術として農業用ロボット技術がある、以下、図表 4.4、図表 4.5に農業用ロボット事例の一部を示す。

図表 4.4定置型イチゴ収穫ロボット事例（出典：（独）農業・食品産業技術総合研究機構 HP

研究情報 社会にインパクトのあった研究成果

http://www.naro.affrc.go.jp/project/results/impact/index.html）
図表 4.5水田用小型除草ロボット事例（出典：2011 年農林水産研究成果 10 大トピックス HP
http://www.s.affrc.go.jp/docs/press/pdf/111222_1-14.pdf）

63

また、類似技術として、農産物の成分分析により健康予防や旨みの向上につながる技術もある。以下図表 4.6に成分分析技術活用の一部事例を示す。

図表 4.6

成分分析技術の活用事例（出典：2013 年農林水産研究成果 10 大トピックス HP
http://www.s.affrc.go.jp/docs/press/pdf/131216-07.pdf）

64

4.1.4. 各種センサシステムの特性比較
各種センサシステムの特性比較を、上述の国内外センサシステム事例から特性比較を行った。特性比較にあたり、使用環境やセンサシステムの機能等について検討を行った結果、センシング対象が最も重要で共通的な特性項目であった。よって、センシング対象を農場、太陽光利用型植物向上・温室、及び畜舎の大きく３項目に分けて整理した結果を示す。
＜センシング対象＞
以下、図表 4.7 に農場、太陽光利用型植物向上・温室、畜舎で収集した事例全体のセンシング対象の件数を示す。全体では、温湿度、気温、土壌（水分含有量、塩分濃度等）、日射がセンシング対象としては上位であった。

図表 4.7

農業に関連する事例のセンシング対象

センシング対象一覧（世界 ：全体）
：全体 ）

件数
件数

18
16
14
12
10
8
6
4
2
0

センシング対象

農場に関連するセンシング対象は、温湿度、気温、土壌（水分含有量、塩分濃度等）、日射が多い。
以下、図表 4.8 に農場に関連する事例のセンシング対象の件数を示す。
また、太陽光利用型植物工場・温室、畜舎も農場とほぼ同様の結果であった。

65

図表 4.8

農場に関連する事例のセンシング対象

センシング対象一覧（世界：農場）

件数
件数

11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

センシング対象

以下、図表 4.9 に環境計測、生育状況計測ごとセンサシステムに求められる重要度を示す。

図表 4.9センサシステムに求められる重要度(出展：農業ワーキング後藤 WG 長講演資料)

66

4.2.

各農業分野におけるニーズ及び実用化等

文献調査およびユーザへのヒアリング、ワーキング等の情報により、”農業分野における主な社
会課題”の整理を行った上で、以下に示す 4 項目（場所で分類）の農業分野毎、「現状と課題」、「センサシステムへの要望」、「求められるセンサシステム像」、「実用化への課題」の分析整理を行った。


完全人工光型植物工場



太陽光利用型植物工場・温室5



農場



畜舎

尚、畜舎の調査対象は、センサシステムへのニーズの高さと多様性から牛舎を代表として行い、鶏舎は、鳥インフルエンザ等のウィルスに係る衛生管理面で調査を行った。
4.2.1. 農業分野における主な社会課題

農業分野の主な社会課題、およびそれに伴う問題点やニーズを以下に整理した。


我が国社会の少子高齢化の進展を背景とした農業従事者の高齢化・後継者不足による担い手不足により、


熟練した農業従事者のノウハウの継承が出来ていない



農業従事者が減少に伴う耕作放棄地の増加等の問題点に繋がっている。


地球温暖化や異常気象による作物栽培への影響の増加など、天候に左右された生産性による食の安定供給のための

肥料・飼料・薬品等の適切な利用、最適出荷タイミングの把握（旬かどうか）、などを通じて効率化・高品質化（同じ成分になっているか）・歩留り向上

等のニーズがある。


国民の食の安全・安心への関心の高まりにより

消費者に届いたときに最適な品質となるようなトレーサビリティ含めた測定

農薬を使用しない農業

家畜の感染症や生産病等の早期発見、予防

食の安全を守るために、抜き打ちで生産物の安全性を計測して、消費者に提供する等のニーズがある。


収益性の向上と農業の活性化のための第一次産業から第六次産業化6への脱却のための

生産、加工、販売、管理のシステム化

5 温室とは、ブラスチックハウス（通称ビニルハウス）とガラス室の総称であり、一般的な施設園芸の形態
6 六次産業化とは、農業、水産業は、産業分類では第一次産業に分類され、農畜産物水産物の生産を行うものとされている。だが、六次産業は、農畜産物、水産物の生産だけでなく、食品加工（第二次産業）、流通、販売（第三次産業）にも農業者が主体的かつ総合的に関わることによって、加工賃や流通マージンなどの今まで第二次・第三次産業の事業者が得ていた付加価値を、農業者自身が得ることによって農業を活性化させようというもので
ある

67



植物工場、家畜の健康管理システムの輸出

生産物のブランド化

等のニーズがある。

また、農業従事者の共通課題として労働生産性、安全性のニーズがある。以下に、労働生
産性、安全性の調査結果を示す。
＜現状＞


農業分野において労働管理システムの導入はまだ一部であるが、施設園芸では労働管理シス
テム（誰がどれくらい生産したかなどの把握）の導入例では、２割くらい生産性が上がるといわれている

熱中症による事故や農業機械での事故などがある＜課題＞


生育状態、生産プロセスに合わせた最適な労働人員のアサイン、無駄の削減

労働者（高齢者等）の安全監視＜センサシステムへの要望＞

バイタルサイン（体温、血圧等）及び生育状態用センシング



センサの耐候性、耐久性



センサ情報がワイアレスで情報発信・受信でき、診断ソフトウェアとの連携可能なシステム



安価なセンサシステム＜求められるセンサシステム像＞


労働生産性向上のためのシステム
労働状況（活動）をセンシングし労働状況を監視するシステム



労働者安全監視システム
労働環境が厳しく、特に高齢者を対象にバイタルサインをセンシングして労働安全管理を行うシステム＜実用化への課題＞


センサシステム開発の販売価格を見込んで、適正価格を可能にする開発

実用化、普及に必要となる企業（商社、現地代理店、流通、金融等）の参画



国内外マーケットへの販売を視野に入れた実用化検討



労働基準法等のセンサシステム実用化、普及に関連する制度・規制等がある。
上述の「国内外マーケットへの販売を視野に入れた実用化検討」等における海外展開に関する
課題は、農業全般において重要課題である。

68

4.2.2. 完全人工光型植物工場＜現状＞


収穫周期が短く、光量が少なくても生産できる葉物野菜を主流として、環境を制御して生産性をあげる試みをするも露地野菜との価格差があり、安全・安心や水洗い不要等の特徴を PR
するも植物工場産の優位性を出しきれず苦戦



露地野菜との差別化ができる高付加価値植物（低カリウム野菜等の機能性野菜や薬用植物等の高付加価値植物、葉物以外のイチゴ等）の生産への取り組みにシフトの傾向＜課題＞


露地野菜に比べて価格が高くなる傾向

植物工場ならではの付加価値が提供できていない



電気代の高騰により経費が増加傾向にあるため、エネルギーマネジメント、使用エネルギーを把握し、省エネのための制御が必要



高付加価値植物の栽培ノウハウが確立されていない



汚染物質混入の回避



病害虫の混入防止による無農薬栽培



温度、湿度、CO2 等の監視



ストレスコントロールが必要、そのためのデータベース整備が必要＜センサシステムへの要望＞


高付加価値植物を低コストで安定生産できるセンサシステムへの要望がある。センシング対
象は、室内の光質、光強度、光量、気温、湿度、CO2、気流



植物の生育状態、成分等がリアルタイムに非破壊で簡単に測れる安価なセンサシステムが欲しい、また、非破壊・非接触技術の向上の対象として、葉色、葉の表面、温度、葉の面積、花の数（果菜類）、光合成速度、蒸散速度、水分ポテンシャル、糖度、（出来れば、）葉構造、
クロロフィル蛍光、無機成分、ビタミン・機能性成分＜求められるセンサシステム像＞


生育環境モニタリングシステム
植物周りの環境（光質、光強度、光量、温度、湿度、CO2、気流等）をモニタリングしながら高付加価値植物に適した環境に制御する耐久性に優れたシステム



生育状態監視モニタリングシステム
葉色、葉の表面、温度、葉の面積、花の数（果菜類）、光合成速度、蒸散速度、水分ポテンシ
ャル、糖度、（出来れば、）葉構造、クロロフィル蛍光、無機成分、ビタミン・機能性成分のセンシングを非破壊・非接触技術が向上され、耐候性、耐久性に優れ、ワイアレスで、群落で診断ソフトウェアとの連携された生育環境・状態監視システム＜実用化への課題＞


高付加価値植物の生育環境・状態監視モニタリングシステムの開発と最適栽培データベースの構築・整備

生育、代謝を促進させる適度なストレス制御技術の開発を完了し、植物に与える制御された
各ストレスの付与機器の調達及び製造メーカの開拓

国内外マーケットへの販売を視野に入れた実用化検討
69

食品衛生法、労働基準法等のセンサシステム実用化、普及に関連する制度・規制

70

4.2.3. 太陽光利用型植物工場・温室＜現状＞


完全人工光型植物工場と比較して大規模な工場が多く、主にトマト、パプリカ、レタス
等の葉物野菜、イチゴ等の生産が行われている＜課題＞


周年生産をする場合、オランダ等海外の植物工場と比較して、夏季の暑さ、冬季の日照量減
少など気候への対応がコスト高になっている



エネルギー代の高騰により経費が増加傾向にあるため、エネルギーマネジメント、使用エネ
ルギーを把握し、省エネのための制御が必要



病害虫の混入防止による減農薬栽培



温度、湿度、日射量、CO2 等の監視

生育促進性が高い栽培場所の把握



光合成状態を把握し、環境制御を行う



ストレスコントロールが必要、そのためのデータベース整備が必要
以下、図表 4.10 に環境制御の課題に対応する制御装置および判断に用いる環境要素等の具体例を示す。
図表 4.10

温室（太陽光利用型含む）の統合環境制御の具体例一覧(出展：農業ワーキング後藤 WG 長講演資料)
71

以下、図表 4.11 に植物の生育に関する課題に対応する計測項目、計測状態、また求められる
非破壊・非接触技術の期待度を示す。
図表 4.11

植物の生育状況の計測(出展：農業ワーキング後藤 WG 長講演資料)＜センサシステムへの要望＞


気候変動に伴う環境変動があっても低コストで安定生産できるセンサシステムが欲しい、センシング対象としては、屋外は日射量、気温、地温、湿度、雨量、風向風速、CO2
屋内は日射量、気温、湿度、CO2、換気量、培養液、病害虫



植物の生育状態、成分等がリアルタイムに非破壊で簡単に測れる安価なセンサシステムが欲しい、また、非破壊・非接触技術の向上の対象として、葉色、葉の表面温度、葉の面積、花の数（果菜類）、光合成速度、蒸散速度、水分ポテンシャル、糖度、（出来れば、）葉構造、ク
ロロフィル蛍光、無機成分、ビタミン・機能性成分＜求められるセンサシステム像＞


生育環境モニタリングシステム
植物周りの環境（光質、光強度、光量、温度、湿度、CO2、気流等）をモニタリングしながら高付加価値植物に適した環境に制御する耐候性、耐久性に優れたシステム



生育状態監視モニタリングシステム
葉色、葉の表面、温度、葉の面積、花の数（果菜類）、光合成速度、蒸散速度、水分ポテンシ
ャル、糖度、（出来れば、）葉構造、クロロフィル蛍光、無機成分、ビタミン・機能性成分のセンシングを非破壊・非接触技術が向上され、耐候性、耐久性に優れ、ワイアレスで、群落
72

で診断ソフトウェアとの連携された生育環境・状態監視システム＜実用化への課題＞＜実用化への課題＞


植物の生育環境・状態監視モニタリングシステムの開発と最適栽培データベースの構築・整備

生育、代謝を促進させる適度なストレス制御技術の開発を完了し、植物に与える制御された
各ストレスの付与機器の調達及び製造メーカの開拓

国内外マーケットへの販売を視野に入れた実用化検討



食品衛生法、労働基準法等のセンサシステム実用化、普及に関連する制度・規制

73

4.2.4. 農場＜現状＞


季節に合わせて自然を生かす農業により年に 1 作が基本となり、３大栄養素（炭水化物、タ
ンパク質、脂質）の基となる穀類、豆類、イモ類、畑作野菜等の生産が行われている。

＜課題＞


大規模農場による生産の効率化



気象に左右されやすい生産の安定化

病害虫等による農作物への影響監視



土壌劣化による生産性低下の回避＜センサシステムへの要望＞


大規模農場等での農地管理・生産管理に GPS や衛星リモートセンシングを活用し、効率化を図るためのセンサシステム求められ、センシング対象は農地状況を把握するための土壌や作物状態の計測となる

無人コンバインの制御、モニタリングの為のセンサシステムが求められ、コンバイン稼働状
況のセンシングや ICT を利活用した遠隔監視が求められる



土壌や温度・日射等を常時モニタリングし、センサシステムの ICT を利活用した遠隔操作・
遠隔制御・自動制御、また、土壌成分の監視(土壌表面に肥料、農薬がばらつきなく散布されているか)のセンシングへの要望がある＜求められるセンサシステム像＞
GPS 等用いた効率化農地管理・生産管理モニタリング



コンバイン稼動モニタリング



生育環境・状態監視モニタリング
土壌成分を精度よくセンシングし、さらに葉色、葉の表面、温度、葉の面積、花の数（穀類、豆類、芋類、果菜類）、光合成速度、蒸散速度、水分ポテンシャル、糖度、（出来れば、）葉構
造、クロロフィル量、無機成分、ビタミン・機能性成分のセンシングを非破壊・非接触技術が向上され、耐候性、耐久性に優れ、ワイアレスで、群落レベルで管理ができて診断ソフト
ウェアとの連携された生育環境・状態監視システム
以上のセンサシステムを活用することにより、「観察（土壌、生育調査）」、「制御（施肥、施薬）」、「結果（収穫）」、「解析、計画」の作業サイクルが円滑に繰り返され、農作物の収穫及び品質向上の実現への貢献するセンサシステムが求められている。

74

以下、図表 4.12 にセンサシステム等の活用により露地農業における精密農業のイメージを示す。

図表 4.12

露地農業における精密農業のイメージ

2）制御（施肥・施薬）1）観察（土壌・生育調査）

3）結果
（収穫）

精密農業

4）解析・計画
1）観察、2）農業、3）結果、4）解析・計画の4段階に分け、サイクルを繰り返すことにより、農作物の収量及び品質の向上を目指すのが精密農業の作業スタイル（出典：農林水産省技術会議事務局

農林水産研究開発レポート

No.24(2008)「日本型精密農業を目指した技術開発」を参考に作成）＜実用化への課題＞


農作物の生育環境・状態監視モニタリングシステム等の上記システムの開発

国内外マーケットへの販売を視野に入れた実用化検討



農地法等のセンサシステム実用化、普及に関連する制度・規制

75

4.2.5. 畜舎＜現状＞


繁殖牛の発情時期を農家の熟練した勘に基づいても受胎率が約 50％と低い



毎年の子牛（乳用牛・肉用牛）の死亡頭数は約 12,400 頭、病傷事故件数は約 18 万件と年々増加傾向にある



鳥インフルエンザの感染拡大の恐れ

現状のイムノクロマトグラフィー（簡易検査）によるウィルス検出感度は的中率が低い＜課題＞


受胎率の向上

子牛の呼吸器病による死廃・病傷事故の割合が高い



成牛の消化器病による死廃・病傷事故の割合が高い

鶏舎中のウィルスの検出精度が低く、精度が高い携帯型インフルエンザセンサが無い＜センサシステムへの要望＞


繁殖畜産の発情時期を的確に捉え、受胎率を１００％にできるセンサシステムが欲しい

子牛の呼吸器病、成牛の消化器病を早期に検出できるセンサシステムが欲しい、よって、センシング対象は個体のバイタルサインや各種ウィルス・各種病原菌等で、子牛への負担軽減が必要となるため非接触技術の向上が求められる

鶏舎内のインフルエンザ等の各種ウィルス、各種病原菌を精度より簡易に計測できるセンサ
システムが欲しい、よって、センシング対象は各種ウィルス・各種病原菌（H5N1、H7N9、
H2N2 などのインフルエンザ、ノロ、HBV、HCV、HIV、・・・、O-157）、温度、湿度等である
以下、図表 4.12 にセンサシステムの要望へ対応する技術の重要度（または、難易度）を温室と併せて示す。
図表 4.13

畜舎と温室の技術の重要度（または、難易度）(出展：農業ワーキング後藤 WG 長講演資料)
76

＜求められるセンサシステム像＞


繁殖・健全肥育モニタリングシステム
個体のバイタルサインを非接触計測により負担軽減され、各種ウィルス・各種病原菌、温度、湿度をセンシングにより、個体の生育、繁殖、健全肥育環境が管理され、耐候性、耐久性に優れ、ワイアレスで診断ソフトウェアとの連携されたシステム

厩舎環境モニタリングシステム
各種ウィルス・各種病原菌、温度、湿度をセンシングし厩舎の環境制御、衛生管理を行い、耐候性、耐久性に優れ、ワイアレスで診断ソフトウェアとの連携されたシステム＜実用化への課題＞
繁殖・健全肥育モニタリングシステムにおいては、


国内メガファームの協力

センサの量産や畜産仕様の製品開発の実績豊富な企業の協力



国内外マーケットへの販売を視野に入れた実用化検討

厩舎環境モニタリングシステムにおいては、

各種ウィルスの検出技術の実験、実証

医療関係者の協力



廃棄物処理法等のセンサシステム実用化、普及に関連する制度・規制等が想定される。

77

センサシステムの効果、インパクト4.3.

4.3.1. 効果、インパクトの具体的項目＜想定される社会的効用＞
 農作物の生産性向上
 生産管理の効率化による人件費の削減＜想定される市場規模＞
 農作物モニタリングシステム
4.3.2. 想定される効果、インパクトセンサシステムの活用によって、農作物の生産性向上や生産管理の効率化による人件費の削減等の社会的効果があると考えられる。さらに、センサシステムが広く普及していくと、農業の総生産額や生産農業所得額が増加していくことが予想される。
センサシステムの市場規模は、農業を一次産業として考え、国内農家数を基に見積もると市場規模は小さいが、六次産業化や海外展開も視野に入れると大きくなっていくと思われる。
また、社会的効果は、以下、図表 4.14 に示す農業分野における社会的損失におけるインパク
トも重要である。

図表 4.14
分野

対象

損失原因

作物
被害

砂漠バッタの異常発生

農業（参考）

家畜
被害

経済的損失
の大きさ
390 億円鳥インフルエンザ

数 1000 億円

豚コレラ

280 億円～
2300 億円

口蹄疫
BSE
ﾆﾊﾟｳｲﾙｽ感染症

農業分野における社会的損失のインパクト

225 億円～
14500 億円
4700 億円
450 億円

算定条件条件・北アフリカでの被害復興の総額の見積もり
・3.9 億ドルを 100 円/ドルで換算
・2004 年から 2005 年にかけて流行した鳥インフルエンザによるもの
・東南アジア、アフリカ、欧州の 60
カ国以上の被害総額
・数十億ドルを 100 円/ドルで換算・推定被害額は、各ケースの見積
もり方法等により変動
・金額は 100 円/ドルで換算（以下同様）
・推定被害額は、各ケースの見積
もり方法等により変動
・2004 年米国での 1 ケースのみ
・1999 年マレーシアの 1 ケースのみ

出典（参考資料）

国連・食糧農業機関「越境性動物疾病と植物病害虫」

独立行政法人農業・食品産業技術
総合研究機構「進展する畜産革命越境性動物疾病の現状について」（日本農学アカデミー会報第 12 号、2009 年 12 月発行より）

上述の家畜を通じて拡がる各種ウィルス被害は、農業への損失のインパクトと併せて、人間の健康医療への影響においても、社会的損失におけるインパクトが大きい。

78

5. 社会インフラ・健康医療・農業分野の共通課題
三分野の共通課題の調査は、三分野の共通な技術課題の分析を行い、その共通技術課題ごと課
題の内容分析と各分野の具体例を調査結果等から整理した。さらに、その他の共通課題としてセンシングデータを含め、様々なデータ利活用における課題を整理した。

5.1.

共通技術課題の分析

センサシステムの技術課題は、用途、目的ごと課題の対象や要求レベルによって異なるが、以下、図表 5.1 の国土交通省委員会での講演資料より、各分野で共通となる基本的なセンサシステ
ムで必要となる技術課題をシステム構成要素ごと示す。
以下表では、「今後のセンサシステムへの要求」がセンサシステム開発側の技術課題となる。
図表 5.1

現状のセンサシステム課題における技術課題（出典：国土交通省第 2 回社会インフラのモニタリング技術活用推進検討会委員会（一財）マイクロマシンセン
ター講演資料）尚、調査では“安価なセンサシステム（センサ）”はどの分野においても共通なニーズであり、三分野とも「使用目的にあったセンサシステムの経済性」は共通課題である。

79

5.2.

技術課題における各分野の具体例

三分野の技術課題における具体例を、上述の課題の分析結果を参考に整理し、以下の三項目毎述べる。


センシング対象

小型（利用操作性）、高耐久性・高信頼性



自立電源、通信（無線）、データ処理

5.2.1. センシング対象
センサには多様なセンシング対象も課題としてあげられる、本調査により得られたセンシング
対象の代表例を、分野毎以下、図表 5.2 に示す。以下に示す通り、センシング対象においての共通部分は、社会インフラと農業分野の環境モニタリングにおける温湿度、健康医療と農業の家畜における生体情報等があった。

図表 5.2

分野毎のセンシング対象一覧

分野

センシング対象

社会インフラ変位（応力・歪）、振動（加速度）、温湿度、傾斜、水位、風向風速、音波等

健康医療

血圧、脈拍、歩数、体重、血糖値、歩行距離、消費カロリ、脂肪燃焼量等

農業

湿度、気温、日射、土壌（水分含有量、塩分濃度等）、降雨、風向、風速等

5.2.2. 小型（利用操作性）、高耐久性・高信頼性＜共通課題の補足説明＞

小型（利用操作性）
小型はパッケージでの「設置が自由」と関連が深く、センサシステム（センサ）の利用操
作性へのニーズに含まれる。



高耐久性・高信頼性
高耐久性はセンサシステム（センサ）自体の設置下の環境や衝撃等に対する耐久へのニーズであり、高信頼性はセンサより得られるセンシング情報を精度や、センサシステム（センサ）の長寿命化へのニーズである。

調査結果より利用操作性、耐久性、信頼性における各分野の用途における代表的なニーズ（課題）例を以下に示す。
【社会インフラ分野】


橋梁、トンネル、プラント等の限られた場所へのセンサシステムの設置、取替えが容易な
小型化



橋梁、トンネル等の過酷な環境（塩害・高温・高湿等）におけるセンサシステム（センサ）の耐久性、高耐環境性、耐衝撃性



センサシステム（センサ）の長期のメンテナンスフリープラント等での活用における高い耐熱性（250℃～300℃）、防爆（火花が散らない）性80

【健康医療分野】


人体に設置可能な小型化

予防、介護共、利用者にストレス無しに設置のための非侵襲、低侵襲による利用操作性



予防、介護共、測定時間が短いセンサ測定能力

試薬の補給などが不要なメンテナンスフリー【農業分野】


植物の生育状態、成分等がリアルタイムに非破壊で測れる利用操作性



家畜の個体のバイタルサインを非接触計測により負担軽減できる利用操作性



家畜や農業機械に設置可能な小型化



屋外に設置する場合の対候性や、過酷環境下での耐久性
等

5.2.3. 自立電源、通信（無線）、データ処理
センサシステムで活用される自立電源は、センサシステムの用途、目的によって選択される事になる。以下に自立電源における環境発電の代表例、及び主な環境中のエネルギー源と取得可能な電力を図表 5.3 に示す。尚、図表 5.3 の電力は 2009 年時点での電力取得技術によるものである。
.電磁波エネルギー・ハーべスティング



力学的エネルギー・ハーべスティング

振動発電（圧電方式、電磁誘導方式）

スイッチ動作による発電荷重による発電（圧電方式）



風力による発電等



熱エネルギー・ハーべスティングバイオエネルギー・ハーべスティング

血糖グルコース発電

心筋細胞利用発電等

図表 5.3 環境中の主なエネルギー源と取得可能な電力

エネルギー源
環境光

振動/動作

熱

電磁波

エネルギー源のパワー「収穫」される電力

屋内

0.1 mW/cm2

10 µW/cm2

屋外

100 mW/cm2

10 mW/cm2

人

0.5 m @ 1 Hz, 1 m/s2 @ 50 Hz

4 µW/cm2工場

1 m @ 5 Hz, 10 m/s2 @ 1 kHz

100 µW/cm2

人

20 mW/cm2

30 µW/cm2

工場

100 mW/cm2

1-10 mW/cm2

携帯電話

0.3 µW/cm2

0.1 µW/cm2（出展：Vullers R.J.M., van Schaijk R., Doms I., Van Hoof C., Mertens R. "Micropower
energy harvesting," Solid-State Electronics, 53 (7), pp. 684-693. (2009)）
81以下、図表 5.4 に環境発電デバイス例をを示す。
図表 5.4 環境発電デバイス例（出典：国土交通省第 2 回社会インフラのモニタリング技術活用推進検討会委員会（一財）マイクロマシンセン
ター講演資料）

以下、図表 5.5 に、通信における主な無線規格を示す。
図表 5.5 無線規格一覧

項目

無線 LAN

モバイル WiMAX

Bluetooth

ZigBee

Wi-SUNIEEE 規格

802.11a/b/g/n

802.16e802.15.1

802.15.4

802.15.4g

周波数帯

2.4GHz,5GHz

2.5GHz

2.4GHz

2.4GHz920MHz

通信距離

数十～数百ｍ

数 km～十数 km

約 1m～100m

数 m～数十 m

～500m

伝送速度

～600Mbps～54Mbps～1Mbps～250kbps～400kbps

変調方式

FHSS,DSSS,OFDM

OFDM

FHSS

DSSS

2GFSK/4GFSK

ペイロードサイズ～64K バイト～10260 バイト～2745 バイト～127 バイト～2047 バイト

送信出力～10mW/MHz～400mW～2.5mW

～1mW

～20mW

トポロジー

スター

スター

スター(～7 ノード)

メッシュ(～65528)

メッシュ(～65528)

マルチホップ可不可不可～5 ポップ～30 ホップ(実証済)

稼働時間

―

―

―

数年間(単 3 形 1 本)

10 年間(単 3 形 3 本)

モジュールサイズ

27×30(mm）27×30(mm）14×19(mm）24×33(mm）20×40(mm）（出典：国土交通省第 2 回社会インフラのモニタリング技術活用推進検討会委員会（独）情報通信研究機構講演資料）82

調査結果より自立電源、通信（無線）、データ処理における各分野の用途における代表的なニー
ズ（課題）例を以下に示す。
【社会インフラ分野】
橋、トンネル等において、長寿命で高効率な小型自立電源を装備しており、省電力化されているシステム

橋、トンネル等において、無線通信が可能でデータの高信頼性、データ送信における省電力化、長距離データ送信が可能



橋、トンネル等の損傷度合いの判定や健全度の判定等のデータ解析が出来る

トンネル等において、データ管理、過去のデータとの比較等が容易

プラントにおいて、メンテナンスの要否の判断や制御をリアルタイムに実現することによる生産性向上【健康医療分野】



測定されたデータが自動的に蓄積・分析され、健康状態や予防努力を評価し、日常生活の的
確なタイミングでアドバイスを行ってくれる

血糖値に応じて、インスリンなど投薬のアドバイスを行ってくれる

多数の患者を常時モニタリングし、病状が悪化する前に適切な処置を施す



通院困難者（お年寄り、要介護者、遠隔地等）の健康状態を常時モニタリングし、健康維持のためのアドバイスを与える【農業分野】



労働状況（活動）をセンシングし労働状況を監視する



労働環境の厳しく、特に高齢者を対象にバイタルサインをセンシングして労働安全管理を行う

大規模農場等で農地・生産管理のために GPS や衛星リモートセンシング等を活用し、効率化を図る



無人コンバインの制御、およびコンバイン稼働状況のセンシングと ICT を利活用した遠隔監
視

土壌や温度・日射等を常時モニタリングし、センサシステムと ICT を利活用した遠隔操作・
遠隔制御・自動制御
等

83

5.3.

データ利活用における課題

センシングデータ等も含む、様々なデータの利活用におけるビジネス展開やデータ公開における課題も重要である。
以下、図表 5.6 にデータ利活用の企業競争力への影響を示す。
図表 5.6 データ利活用の企業競争力について（出展：経済産業省商務情報政策局情報経済課（平成 25 年 4 月）「データ利活用をめぐる現状と課題」より）

特に、ビジネス展開においては、2 章の社会インフラ分野で述べたニーズとシーズのマッチングが健康医療、農業分野においても重要であり、本調査委員会においても、ニーズとシーズのマッチングが円滑に進む事の重要性に関する指摘が多かった。

また、データ公開においては、パーソナルデータと公共データの違いによって、パーソナルデ
ータでは個人情報の取り扱いに関する課題等、公共データではデータの公開性に関する課題等、
データ利活用の用途、目的によって様々な課題がある。
以下図表 5.7 にデータ利活用における必要な施策の方向性を示す。

84

図表 5.7 データ利活用の必要な施策の方向性について（出展：経済産業省商務情報政策局情報経済課（平成 25 年 4 月）「データ利活用をめぐる現状と課
題」より）

85

契約管理番号

13400377-0