主催：岐阜県情報技術研究所
IoTの利活用に関する講演会
すでに始まっている、IoTの利活用

新しいモノづくりの変革が加速化
それが「オープンソースハードウェア」の到来

IoTの普及と事例紹介（オープンソースによる革命に伴い）株式会社タブレイン 代表取締役 高本 孝頼（NPO法人 オープンワイヤレス アライアンス代表理事）
2015.12.11
1

2

１．日本のモノづくりの危機 グローバルなモノづくり時代

 国際標準化・業界標準化の遅れ
 自爆的な環境づくりの苦悩

 研究開発からの離脱

3２．日本が目指すモノづくりとは「日本が目指すモノづくり」とは新しい創造（アイデア）・技術による付加価値を持ったモノづくり

日本人の特長
① 勤勉・真面目・正直な人種② 細かな気配りによるモノづくり③ 性善説による協調・共同作業
日本の資源は「日本人の頭脳」
だから日本の収入源は、頭脳を使ったモノづくりに専念すべき4

３．最先端で高度なモノづくりへの挑戦
世界のモノづくりがオープンソースによる渦の中に

すでにオープンソースによるサーバなしには世の中の情報は収集できない。
新たにハードウェアそのものもオープンソースの渦にのみ込まれていく。

オープンソースによる最先端で高度な技術が簡単に入手できる時代に

インターネットによってオープンな開発環境が入手でき、即モノづくりできる時代＜創造（アイデア）を実現する技術は、多くが新しい技術から生み出されること多い＞

IoTモノづくりは、オープンソースハードウェアによって加速化

事例：僅か数時間でセンサ値をクラウドにアップしグラフ表示。僅か10日間ほどで太陽光発電量を自前サーバにアップ。中学生が遠隔制御・遠隔モニタリングのアイデアを実現。
5

４．IoTによるモノづくり

モノのインターネット化時代（何が変わる）＜これまでの人が利用する携帯から、モノがインターネット接続されることで・・・＞

分からなかったことが分かることに：

家電品・携帯品・ペットなどがネットに接続され、連携できることに：

オフィスや工場とが連携できることに

遠隔地のことが分かり、遠隔で環境が制御できることに：

移動体（自動車・バイクや動物）の動きが分かることに：

ビックデータから人工知能の応用展開

IoTモノづくり環境の進化

センサ技術とワイヤレス技術の進化、さらに技術の低価格化によるモノづくり環境

誰もが、簡単に、短時間で、安価に「モノづくり」できることと、IoTのマーケットが連携する

6

7

１．新たなモノづくりのイノベーション

メイカーズ・マーケットが誕生（メイカームーブメント）
イノベーションを起こそうと考える頭脳集団



新たなシーズ開発・新たなマーケット開拓SNSを通じた共創・触発の環境イベントや施設設立も盛んに


Maker Faire （メイカーフェア）が世界的に開催

ハッカソン・メイカソン・アイデアソンも盛んに開催

「FabLab」（ファボラボ）もいたるところに作られるにように企業もイノベーションに気づきはじめた

新たなメイカー部門やメイカー向け製品を品揃え

大きなトリガーはインテルのGalileo(Arduino互換機）か（最新はEdison）



オープンソースハードウェアによるモノづくりが盛んに

8

２．オープンソースハードウェア出現での変化


個人でも簡単に一品モノを作り販売できる環境となった



電子工作などのモノ作りをする人たちが増えた

試作機・プロトタイプ開発が短期間で出来るようになった

電子機器をベースとする起業人たちが増えた

３Dプリンタが価格破壊を起こした



ドローンが誰もが安価で入手可能になった

ロボット開発がとても簡単になった

ハッカソン・メイカソンなどのイベント（動き）などが活発になってきた

オープンワイヤレスアライアンスでも、「オープンソースハードウェア」の概念を取り入れたことで、誰もが、簡単に、短時間で、３G通信技術を取り入れた「モノづくり」
環境が手に入れられるようになった9

３．日本のモノ作りを再生する手がかり

成長しきった日本だから悩まされる病






世界の動きは、真逆に動きはじめている






コンプライアンス病に侵される日本
新たな日本が生んだ非正規雇用問題（格差社会）
余計なことで時間を使う日本・決断の遅い日本

SNSによる個人どうしのコミュニティが促進
オープンで安価な貴重な情報
動きの速い世界

日本のモノ作りの再生の手がかり




10

日本の資源は、日本人の頭脳
無駄な時間を有益な時間に電子部品のほとんどは中国で生産（ではどうするか、知恵を絞る）

４．オープンソースハードウェアの見方とメリット


企業としての穿った見方（某大手企業が使わない理由）
オープンソースは、品質が粗悪
オープンソースは、品質保証が難しい
オープンソースは、障害責任の所在が不明だから、使わない（ほとんどのサーバがLinaxで運用されているのに、インテルが促進しているのに）

企業が使うメリット

試作・プロトタイプ開発のメリット







量産化のメリット

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開発期間の大幅な短縮
開発費用（コスト）の削減
高度な技術情報の習得
専門外の技術習得が容易
メイカーの頭脳による製品開発のチャンス
早期の商品化
大幅なコスト削減（約80%削減例も）

すでに個人ベースでは、企業に関係なくオープンソースハードウェアを活用する
技術者が増えてきた→ 便利だから５．マイコンボードによる変革

Arduino Uno
2005年末にイタリアの大学の先生が教育用として開発

Raspberry Pi
2012年にイギリス
ラズベリーパイ財団
によって開発インテルEdison

2014年秋にインテルよって開発（Arduino互換機開発）

多くのオープンソースハードウェアによるマイコンボードやパソコンボードが誕生⇒ 簡単に高度なモノづくり環境が到来
学校教育でも欧米だけでなく、日本でもこれらを使った教育が広がり始めている
個人や企業でも、これらを使った新製品開発や新たに起業する人たちも増えている

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６．３Dプリンターによる変革

ナノ世界の製品

実寸の建築用製品

13

実寸の自動車製品

独自のデザイン製品

実寸の自動車製品

https://www.youtube.com/watch?v=daioWlkH7ZI

７．ドローンによる変革

カメラ撮影ドローン

警備ドローン（セコム）

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荷物を運ぶドローン

玩具（小型）ドローン

農薬散布ドローン

連携ドローン（TEDで紹介）※全てのドローン（マルチコプター）には、慣性センサが搭載

15

１．M2M/IoTとはモノのインターネット化
どこでもコンピュータ

ユビキタス

M2M

IoT

IoE

機器どうしのネットワーク
全てのインターネット化
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２．何故M2M/IoTモノづくりに向かうのか

技術革新による新しいモノづくり市場（マーケット）への進出
「時宜を得た」モノづくり（新たなシーズとニーズの誕生）

シーズ：最先端のマイコン技術、センサ技術、ワイヤレス技術、インターネット技術を使うことで、M2M/IoTが簡単に実現可能な時代に

ニーズ：膨大なマーケットを予測（大手シンクタンク発表）

さらなるM2M/IoTとの連携技術およびビジネス

ビックデータAI（人工知能）

クラウドサービス

セキュリティ

などなど
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３．M2M/IoTビジネスへの挑戦企業群

オープンソースハードウェア


例：Arduino、Edison ほかデバイス
例：スマホ、RaspberryPi ほか



クラウドサービス







標準化展開




例：OneM2M、Industry 4.0 ほか

新規サービス18

例：m2x.att.com、xively.com ほか

例：IETTT、mythings ほか

19

１．メイカームーブメントとは

20

２．背景１（情報１）メイカームーブメントの言葉の生みの親

もともと人間には、モノ作りする喜び（欲）がある

2012年出版
ポイント① 誰もが簡単にモノ作りできる環境ができたこと② SNSで協業・共創しながらモノ作りできるようになったこと③ 大量生産型から少量開発・一品モノ開発になってきたこと21

オライリーの出版物「Make」

３．背景１（情報２）
ネット上のモノづくりの情報サイト（＆展示会）

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４．背景２（イベント１）
Maker Faire（世界各国でブームに）

東京開催：今年８月１～２日（東京ビックサイトにて）
23※オライリー主催

５．背景３（イベント２）
ハッカソン・メイカソン・アイデアソン


マラソンとの造語で、みんなで集まってモノづくりをするイベント

人が出会ってモノづくりするイベント
共創・触発の環境・空間ができる

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６．背景３（環境１：オープンソースハードウェア）
オープンソースハードウェア・マイコンボード・コンピュータの出現

Arduino Uno

Raspberry Pi

25

Arduino Yun

GR-SAKURA(ルネサス製CPU利用）

KURUMI
beagleBone Black(ルネサス製CPU利用）
簡単、安価、短時間にモノづくりできる環境（ツール）インテルGalileo

インテルEdison７．背景３（環境２：オープンソースハードウェア）
オープンソースハードウェア・拡張ボードの出現

３Gシールド

３GIM

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EnOcean

TABシールド

Wi-SUN
簡単、安価、短時間にモノづくりできる環境（ツール）TWE-LiteBLE

８．背景３（環境３：モノづくり環境提供）


FabLab

直ぐにモノづくりする環境提供
安価・便利・豊富なツール・道具

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９．背景３（環境４：クラウドファンディング）

資金調達（投資）

モノづくり資金調達を支援する新しい仕組み誕生28

１０．Arduinoを使って起業する人たち29

１１．アイデア（創造）への挑戦
オープンソースハードウェア
Arduinoを使った起業ポイントは、
オープンソースハードウェアを利用することで、個人でも、簡単に、短時間で「モノ作り」が可能となったこと
つまり、アイデアを早期に実現できる環境がそこにできたこと30

１２．ホワイトハウスでMakers Faire

オバマ大統領も動き始めた
・３Dプリンタの促進
・モノ作り文化の促進
・教育分野への促進
・国家戦略として活動
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１３．オープンソースハードウェアとは

オープンソース・ハードウェアとは、
「誰もがつくり、変更を加え、頒布し、利用できるように一般に対して設計図が公開されている、手に触れることができる人工物ー機械、装置又はその他の実体のあるものを表す語である」



設計情報が公開されたハードウェア（機械、装置、設備）のこと。



フリーソフトウェアやオープンソースソフトウェアと同じ形態で設計されるコンピュータや電子機器を指す。

◆すでに存在するオープンソースハードウェアを使った試作・プロトタイプ開発は自由にできる。しかしその量産化・販売においては、自らもオープンにしていくことが暗黙のルール※ただし拡張ボード（シールド）などは対象外

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１４．オープンソースハードウェアの紹介
オープンソースハードウェアとは・ 設計図（回路図）が無償で公開→

類似の製品が作れる→ クローンが出回る

・ ソフト開発する統合開発環境（IDE）は無償で提供される・先駆者が既に実施してきたことに対して犯してはならない暗黙のルール

Make:Japan 2012/03/02 記事
オープンソースハードウェアの｛暗黙の｝ルール

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34

１．センサネットワークによるIoTシステム
環境・エコ

親機（ゲートウェイ）

防災・防犯

インターネット上の
メールサーバ、クラウドサーバ
それに様々なWebアプリとの連携

インターネットと接続できる環境（ワイヤレスだと WiFiや３G/LTE/PHSなど）

インターネット※ メリットは電源を入れるだけで設置できる簡単さ

医療・介護

子機

子機

建設・保全

クラウド
サービス
LAN・WiFi
３G/LTE

ローカル ワイヤレス

農業・漁場

EnOcean
WiSUN
ZigBee
BLEなど

見守・監視

端末側

子機

子機：センサ系・アクチュエータ系利用（ローカルワイヤレス利用）
確認・ビューア・操作・指示※ 遠隔制御も可能です。遠隔からのファンのOn/Offもできます。

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２．事例１：監視・見守り系システムの試作開発事例□今後、独居高齢者の増加にともなう見守りシステムのニーズ増大□発展・展開について① 遠方にいる親族などにも状況を逐次知らせるシステムが必要① 温度センサと湿度センサによる「熱中症」などのアラームを発信（警告）② クラウドサービスによる「いつでも・どこでも」情報把握が可能② 見守り側との双方向での連絡も充実化（音と文字情報なども追加可能）③ 設置および運用が簡単であること③ ペット（猫や犬など）の見守りシステムにも可能に④ 運用コスト（SIMカードや機器レンタルなど）が安いこと□アライアンス企業の開発事例紹介① アライアンスメンバー（株式会社ハローシステム様）による開発事例② 親機（３Gシールド利用）と複数の子機を使ったシステム
・各部屋などでの動き・温度・明るさなどが分かる③ 独居高齢者の状況（動きや明るさなど）をスマホで確認可能④ 独居高齢者からのアラーム発信（メール送信）も可能⑤ 設置が簡単（電源入れるのみ）→ あとはクラウド確認のみ＊ 株式会社ハローシステム様
の開発事例

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２．事例２：スマートグリッド関連(IEEE1888)での開発□消費電力の見える化およびエネルギー削減へのニーズ増大① スマートグリッドによる消費電力の意識が高まる
・具体的な見える化によって、対応策や節電を取ることが可能に② 既存のメーカシステムとの差別化必要

・データの蓄積だけでなく、データ分析・解析が自由に行えること
・必要に応じて、ユーザが加工できること（現状、販売システムは
難しい）・安価なSIMカードおよびクラウドシステムで利用できること□東京大学とIIJ、およびオープン ワイヤレス アライアンスで昨年10月にプレスリリース① 「 世界初：IEEE1888対応の組込み３G通信モジュールを開発/M2M
クラウドサービスとの接続に成功」プレスリリースに発表② 今後スマートグリッド（ＢＥＭＳやＨＥＭＳ）で標準化として利用③ IEEE1888採用で標準的なクラウドのデータ相互運用が可能に□今後の発展系① データ標準化により、相互運用が可能となり、応用展開が容易に③ ３Gシールド活用のメリット
・LANだとセキュリティ問題と敷設・維持に課題が多い。３Gシール
ド版は、課題解決し、簡単・迅速に設置可能。

② M2Mの課題解決のひとつに・クラウド関連での多くの分析・解析ツールとの連携が容易に

３G
シールド

電力見える化システム（東大・フタバ企画）

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２．事例３：農業用モニタリング関連の開発□農業分野でのICT活用（遠隔モニタリングおよび遠隔制御）① 植物工場およびビニールハウス用に数多く開発提供□農家として本当に必要なシステムとは何か？
① 農家の老齢化により人手不足などが深刻化② 農産物の被害も深刻化（泥棒や野生動物の被害）＜植物工場は収益性に課題があり、現在は減少中＞③ 人手を補うもので、安価で手軽で、簡単に使えるシステムがまずはIT化② ビニールハウス向けの環境モニタリング＜温度・湿度・照度・土壌・二酸化炭素濃度など＞□遠隔による見守り・監視システムがまずは必要か？

③ 今後は環境制御のためのICT活用① 温度・湿度・照度・二酸化炭素・土壌などの状況を遠隔地に告知（常時観測）＜具体的には、ボイラーおよびエアコンとの連携調整＞

・場合によっては、メールにてアラーム送信② 異常事態でのカメラ撮影や環境変化を遠隔地に知らせる（臨時観測・監視）・盗難・野生動物被害などの防止、画像伝送による物象の転送
光センサ
赤外線
カメラ

温度・湿度
センサ

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プラント見守りシステム（拓殖大・構造計画）
LED２．事例４：ICT百葉箱（IEEE1888利用）の開発□インドにおけるDISANETプロジェクト(JICA/JST)・南インドの都市ハイデラバードに気象センサ20台を高密度に設置し、データ収集を行い、これからの気象防災に役立てる
・M2Mゲートウェイによるデータ収集

北に向けて固定・設置された気象センサからの情報はM2Mゲートウェイを通してIEEE1888
形式に変換され、IEEE1888通信プロトコルにより、インド気象局内のサーバに転送。

気象センサ
Vaisala WXT520□気象観測項目
Temperature：気温/Humidity：湿度/Pressure：気圧/RainFall：雨量/DayRainFall: 積算雨量/WindDir：風向/WindSpeed：風速

1m - 1.5m

ステンレス製のベルト
30cm - 40cm

□デジタル百葉箱の特徴

太陽光パネル(18V 12W type)

・太陽光発電と蓄電による自律システム

３Ｇ百葉箱(データ取得と送信のため)(Arduino+3G+12V12Ah Battery+ChargeController+DC-DC)・IEEE1888対応のM2Mゲートウェイの使用□ M2Mゲートウェイの役割
・RS232Cシリアル通信によるセンサからのデータ収集

2.0m

地面から１５cm程度の位置に固定する(ブロック等を置く)

50cm

・3G通信によるデータ収集・収集されたデータのIEEE1888フォーマットへの変換
・3Gを使ったIEEE1888通信によるデータ転送

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40cm – 60cm

15cm

コンクリート砂: 50kg入りの袋 x 3
セメント: 50kg入りの袋 x 1.5
小石: 50kg入りの袋 x 4（東大・フタバ企画）

２．事例５：子供の見守りシステムの開発□ 子供（小学生低学年）の見守りシステム① 親機と子機との関係で子供の居場所の特定② 親機に３G通信と子機にBLE（省エネ・コンパクト）を採用③ 子供の動きを親にメールで知らせるサービス□ 昨年11月から利用サービス開始① 教育関連にシステムのトラブルはほとんど無し② サービスを現在拡大中（親機５０セット以上利用）□技術ポイントは省エネ「子機」① 子機の寿命を最長にするように 加速度センサによる動き検知（動きのある時のみ電波発信）□ ビジネスモデル① 少子化と不安な時代における親の不安解消② 子供の安否・居場所などをメール送信・ツイッター連携など③ クラウドサービスとレンタル料による有料化（月々の支払）□ 拡張性
・GPSとの連携
・徘徊老人への応用など

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２．事例６：その他試作・プロトタイプ開発ほか□人や動物の動きをキャッチしデータとして収集・分析① 親機と子機との関係でシステム開発（課題は子機の長寿命化）→ 親機にゲートウェイ機能と子機受信器、子機は発信機能のみ② クラウド連携において動きをモニタリング分析→ 子機固有IDの動きをモニタリング、③ 関係者にはメールによって動きを知らせる□特殊環境下の維持装置モニタリングシステム試作① 助成金によって特殊環境下の維持管理をモニタリングするシステムの試作② 複数のセンサ値をクラウドにアップし、その状況を把握できる環境下に③ 異常な状態をいち早く知らせるシステムとして開発中（端末系はスマホや携帯のメール）□オープンソースハードウェア関連での試作・プロトタイプ開発支援① 既存システムに組み込む高価な機材を安価なシステムに切り替えるために試作・プロトタイプ開発
・通信モジュールを用いてモニタリング機能を対応② 工場内機器の保守モニタリングや設定制御などを遠隔操作によって自動化
・自社内LANとは別系統でセキュリティ対応に無関係

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３．大学・高専での開発事例

信州大学（電磁波解析と磁界発電の研究）

東京大学（腐食センサーによる橋梁保全研究）

徳島大学（橋梁の保全研究）

東京海洋大学（近海小型船避難緊急発信装置）

沼津工業高専（農業用エリアモニタリング研究）

千葉大学（農業用ビニールハウスモニタリング）東海大学（農業用モニタリング研究）東海大学（EVカー蓄電モニタリング）

拓殖大学（EnOceanと３Gシールドの連携）

和歌山県立海南高校（缶サットに搭載）
その他多くの大学・高専で、３Gシールドを使った研究活動実施

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電磁解析
（信州大学・田代研究室）

４．第1回アイデアコンテスト（2013年度）
http://3gsa.org/information.html にて公開
・最優秀賞 ３GSコミュニティバスお知らせシステム （資料）・準優秀賞 クラウドコレクタ （資料）
・努力賞 愛車の記録 （資料）・その他応募作
相互見守り（コミュニケーション）システム

飯島幸太氏
山本三七男氏
小林康晃氏

・最優秀賞 Himawari3搭載 ３G火山ガスモニタリングシステム 拓殖大学 瀬谷鮎太氏
・優秀賞 ペット管理システム （資料） 東京都立小石川中等教育学校 小島和将君
・準優秀賞 Arduinoを使ったFOXテーリング （資料） 東京都立総合工科高校
・努力賞 山の幸、獲ったどー （資料）
拓殖大学
・特別賞 わいっち目 （資料） 拓殖大学
・その他応募作
自動車防犯装置 （資料） 東京都立総合工科高校
水田あんばい （資料）
拓殖大学
アマモ場の生育環境観測システム （資料） 広島商船高専

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高橋君・土屋君・平林氏
南川俊氏ほか
井上龍氏ほか
土屋君・高橋君・平林氏
金山祐大氏ほか
芝田研究室

５．第２回アイデアコンテスト（2014年度）
http://3gsa.org/information.html にて公開
平成26年11月16日開催されました第2回３Gシールド・アイデア・コンテストの結果報告となります。以下のFacebookなどで掲載しています。
・最優秀賞 「快適マネージャー」
東京都立小石川中等教育学校 小川広水君（中学一年生） 資料/ビデオ
・優秀賞 「ポチっとじょうろ」
東京都立小石川中等教育学校 中野龍太君・中本一輝君・小林俊介君（中学二年生）資料/ビデオ
・特別賞「Rubyを用いたマイコンプログラムの遠隔書き換えシステム」チーム海南 山本三七男氏他和歌山県立海南高校（瀧本君、若勇君、和田君、筈谷君、岸田先生）/ルアリダワークス 資料/ビデオ
・特別賞 「Dustino(ダスティーノ）～ゴミ箱管理システム」
九州工業大学 備後博生君、城戸翔兵君、張思嘉君 資料/ビデオ
・アイデア賞「冷蔵庫を使ったお年寄り見守りシステム」
東京都立小石川中等教育学校 金子知洋君（高校二年生）資料/ビデオ
・アイデア賞「熱中症予防散システム」
九州工業大学 待野翔太君・友永健太君 資料/ビデオ・技術賞「３Gシールドを使用したGPS+GLONASS vs GPSの位置精度比較」
チームmochi 望月康平氏 資料/ビデオ・技術賞「自動散水システム」
九州工業大学 中山一平君、永山雄一君、 Avinash Dev Nagumanthri君 資料/ビデオ・技術賞「心拍数測定システム」
東京都立小石川中等教育学校 佐藤和哉君（高校二年生） 資料/ビデオ
このほかにも入選からもれたのもありましたが、どれも素晴らしい作品でした。

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６．第３回アイデアコンテスト(201５年度）
http://3gsa.org/information.html にて公開
平成27年11月14日開催されました第3回ワイヤレス・アイデア・コンテストの結果報告となります。以下のFacebookなどで掲載しています。
・最優秀賞 「Life Assist Laundry Pole」

神奈川工科大学 緒方ケント大和君他2名 資料/ビデオ

・優秀賞 「Bicycle “A.r.c” (Administration with Remote Control) 」

神奈川工科大学 高橋 弘紀君他2名 資料/ビデオ

・アイデア賞「土砂災害における加速度センサーを活用した防災システム 」東海大学 幡野雅春君他1名 資料/ビデオ
・アイデア賞「集音ちゃん（そうおんかしかたい）」 電気通信大学 井上健次君ほか2名 資料/ビデオ・技術賞「3GIM と GPS を利用した帰るメール」 チームmochi 望月康平氏 資料/ビデオ
その他展示作品
・「IoT×Rainで効率的な生活を」 電気通信大学 平澤直也君 資料/ビデオ
・「ＰＯＳＢｅｅ」（展示優秀賞） 個人 小林 康晃氏 資料/ビデオ
・「モバイル環境モニタリング～Owtoc(オウトック)～」（展示優秀賞） 東海大学 矢内 宏樹氏 他1名 資料/ビデオ

・「調味料残量お知らせ装置 ～ MiZaIn (ミザイン) ～ 」（展示優秀賞） 東京電機大学 東城 勝士氏他1名 資料/ビデオ
この度の応募作品は、完成度の高いものが多くありました。

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１．M2M/IoTを構築する技術


センサ技術＋マイコン技術＋ワイヤレス技術＋インターネット技術ほか連携

１）センサ技術（最先端で高度な様々なセンサ類が出現）
・適応性？

性能？ 消費電力？ 耐久性？ 初期設定？

２）マイコン（コンピュータ）技術（組込み制御）
・開発環境？ 消費電力？ Reset機能? 耐久性？ メモリ容量？

３）ワイヤレス技術（広域ワイヤレス、ローカルワイヤレスほか）
・可搬性？ 通信可能エリア？

周波数？

消費電力？

電波強度？ 通信速度？

４）インターネット技術（メール・ツイッタ・クラウド・GPS・Webサービスなど）
・セキュリティ？ 処理速度？ TCP/IP処理？

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２．IoTシステム構築での現場課題
１．安定した電源確保
・太陽光発電＋バッテリでの対応に依存（曇り日1週間でも大丈夫な対策）
・低電圧バッテリ状態での対策（省エネモードで充電状態対策）

２．安定した電波状態確保
・水分があるところでは電波が飛ばない ⇒ 春夏はあまり電波が飛ばない・アンテナの向きで電波強度が異なる ⇒ 現場での調整が必要な場合も

３．自然環境での稼動実現
・摂氏温度－20度から＋50～60度までテスト ⇒ 別途環境耐久テスト実施
・湿度も100％近くになることも ⇒ 防塵・防水のケース（筐体）内利用

４．不安定な状態想定対策
・ハードウェアは必ず劣化とともに不安定な状態に陥る ⇒ 自動処理対策（リセットなど）
・さまざまな状態を想定した対策（異常なセンサ値、不安定な電源、不安定なサーバ側など）
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３．IoTをより旨く活用するための技術的課題解決
１．高度で最先端の要素技術の統合化
・センサ技術（MEMSの技術進歩で安価で高精度なものが普及）
・マイコンボード技術（利用目的に応じた性能で選定）
・ローカルワイヤレス技術（通信距離、周波数、省エネ、利用時間帯などで選択）

２．安定性を持たせたマイコンボードの選定
・電源電圧の測定と省エネモード対策（スリープ機能対応など）
・自動リセット・遠隔制御リセットを可能にする対策

３．インターネット接続での課題解決
・LANやイーサネット接続では、セキュリティ対策は苦労の連続（３G通信が技術ハードルは低い）
・サーバ側に負荷の掛る処理を持たせ、デバイス側は単純な仕組みに

４．ソフトウェアによる様々な課題対策
・リセット機能・スリープ機能・バッテリ監視機能・センサ値監視機能・トリガー機能など

・自動復帰機能・トラブル対策機能/電波強度確認・電圧状態確認など

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４．実運用向けマイコンボード（Tabraino）の紹介
2014年11月Tabraino開発
・農業用モニタリング
・防災監視モニタリング
・子供見守りシステム
３つの共通基板として開発提供
既に、多くの現場で稼動中

開発ポイントは、継続的な稼動実現
トラブル時の対応機能充実（特に電源電圧・省エネ対策）
何かあった場合に、ローカルでもセンサ値を保存（SDメモリに）Tabraino（太陽光発電＋バッテリでも稼働可能なボード）
CPU
ATMEGA1284P-AU（128Kバイト）

Arduino互換機
開発環境IDE利用可能
I/Oピン互換

ローカル無線装備
親機としてTWE-Lite
又はBLE（選択）WDT機能装備※
ハードウェアリセット
及びスリープ機能

３GIMコネクタ
３G通信機能追加
コンパクト装置

電源電圧測定外部電源測定機能
バッテリ電圧測定

サンプル充実マニュアル装備豊富なプログラム外部コネクタI2C/SPI機能付加
ケーブル接続AC電源コネクタ
7-12V電源稼動
バッテリ稼動マクロSDほか
メモリー装備
温度センサ装備※WDT：Watch dog timer機能

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オプション装備
カメラ・シールド（他拡張ボード）５．センサ値取得での課題・解決
１．アナログ・デジタル・シリアル通信センサの違いと取扱い
・アナログ・センサは簡単だが、誤差が入り易い（ケーブルは短めに）・デジタル・シリアル通信のセンサは、プログラムが面倒（ネットで検索可能かも）
・センサは、安定した電源電圧が必要

２．設置環境場所の留意点
・温度・湿度・CO2センサなどは設置高さも重要・１ヶ所だけだと不十分。複数センサの設置が必要なことを配慮
・自然環境下だと高温・低温・高湿度の環境を想定
・直射日光が当たる炎天下の環境は要注意
・虫（バグ）の侵入、埃、ゴミ、水の侵入なども想定（網などでカバー）

３．その他の留意点
・数分毎でセンサ値を取得する場合には、取得時に電源供給（省エネ対策）
・異常なセンサ値を取り扱う処理（ゴミ処理・平均化・傾向・計測時間など）
・

51

６．バッテリ・アンテナ対策
１．バッテリの対策
・最大消電圧・電流を予め観測・測定・想定し、供給電源容量を計算
・バッテリ容量と蓄電のための発電量とを想定
・放電状態を防ぐ対策（常時電圧を測定し、充電されるまでスリープ機能）
・コントローラ（太陽光発電とバッテリとの接続制御）性能による自動による電源OFF機能利用・バッテリの消費量は、通信が悪い状態で大になる。（想定外の期間で通信が途絶えることにも）＜バッテリーには、ボタン電池、リチュウムポリマー電池、乾電池、鉛蓄電池などを利用。充電可能か不可能か。可搬性、容量、充電時間などがポイント＞

２．アンテナの対策
・開発時および現場設置時での電波強度を測定（気にすること）
・GPS利用時は、ノイズが入らない環境で実施のこと
・アンテナの種類によっては、感度、向きなどで電波強度が異なる（現場テスト必要なときも）・親子での利用時は、電波強度・供給電圧などが見える化して対応

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７．ワイヤレス通信での課題解決
１．互いのプロトコル制御を簡単化
・複雑な制御処理を簡単にすることが重要＜ゲートウェイ通信処理、ローカル通信処理、センサ値取得処理、他処理と同時処理の考慮＞

・割込み処理なども配慮することも
２．ゲートウェイ親機と子機との関係
・トポロジー：P2P、ツリー、スター、メッシュなど（通信機器によって決まる場合も）・通信距離、通信頻度、通信データ量などが関係

３．ワイヤレス通信で困ること
・電波状態が見えないこと、通信状態が見えないこと（見える化が必要）＜テスト時はモニタ画面上に、現場では一時的にLCD上に表示＞
・アンテナ感度（強度）は、テスト時と現場設置時に見える化が必要

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54

IoTシステムを導入する効果
１．安心・安全な世の中（心の安心を招く）＜徐々に増大＞
・環境モニタリングシステム（PM2.5・CO2など）

・防災監視システム（土砂災害・土石流災害・河川災害など）
・保全用監視システム（橋梁・トンネル・高速道路などの保守用）
・各種見守りシステム（子ども、高齢者など）

２．コスト削減（省エネなど）できる世の中＜必要性増大＞
・BEMS・HEMS（省エネ向けの建物づくり）
・遠隔制御システム（農業用・製造用など）＜ボイラ・エアコン自動制御、故障リスク削減＞＜移動費削減、燃料費削減、メンテナンス費削減など、大きなコスト削減が期待されている＞

３．便利な世の中（あれば良いもの）＜一部利用増大＞
・ヘルスケア（自身の健康管理・・・）
・農業用モニタリング・発電量モニタリングなど（センサネットワークでビックデータと繋がり、将来に価値を生むものも）

・個々人のスマホ活用（情報活用・IFTTTやmyThingsなど）

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56

１．M2M/IoTを実現する技術と応用分野
携帯電話は、すでにひとり一台の時代となりましたが、自分の携帯電話の機能をフル活用している人たちは少ないでしょう。ある人たちにとっては、
余分な機能や分りづらいデザインと感じたり、さらにはキー操作や画面操作などで煩わしさを感じたりし、必ずしも満足いかない状況も出てきています。
オープンワイヤレスアライアンスでは、地域や特
定団体・特定企業、さらに特定コミュニティに特化した携帯電話が簡単に作れることを目指しています。その活用範囲も広く捉えて対応していくことを考えています。以下に示す応用範囲や事例は、ほんの一例でしかありません。現場で必要とされる携帯電話が誰でも簡単に作れること、これがア
ライアンスの考えです。
ワイヤレス技術は、1対１の双方向だけでなく、1対多での関係を持つことができ、情報を取りにいくだけでなく、収集したり分析したり、制御に使ったり、観測・観察に使ったり、ひとを誘導したり・危険を知らせたり、それはさまざまに携帯電話を特化したものに変身させることができます。
特に日本の高度なセンサ技術やGPS/GIS技術と組み合わせることで可能性は無限に広がります。

技適マーク
ロボット技術
３G通信網

通信基地局

スマートフォン

高機能
電子部品

センサ群（一例）

温度センサ

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GPS/GIS

組立技術

光センサ

振動センサ

気圧センサ

Phセンサ

音センサ

健康生活を提供

２．医療・介護分野でのワイヤレス技術の応用
一人暮らしのお年寄りが増え、医療や介護の効率化と有機的な対応が必
要となります。応急連絡や定期的な検査などにモバイルを活用すること
で、より便利な社会にしていくことが期待されています。

自宅介護

医師
検査

自宅に居ながら検査した検診データ
をモバイルを使ってデータベースに送ることで、医師が病院内でそのデータをみて判断することが可能となります。
また軽病な患者ではお往診することなく、遠隔での対応に切り替え。緊
急時には、専用モバイルということ
で、簡単な操作で緊急連絡を可能とします。
遠隔操作での連絡網において、安心
モバイルとして、医師と直結することも可能となります。

診察

病院

緊急搬送

診断カルテ

ハンディキャップ

58

診断
データベース

ハンディキャップ
に特化した情報提供
療養効率良いエネルギー循環

３．エネルギー分野でのワイヤレス技術の応用資源の乏しい日本でのエネルギー問題
はさまざまなところで話題となってきました。可動式や指向性による自然エ
ネルギーの効率よい吸収・収集において、広範囲で緻密な気象データをモバ
イルで収集し分析し、応用することが可能となります。

太陽光発電
発電量の計測3.11の東日本大震災後の計画的な消費電力需要は重要となり、さまざまなところでのモニタリングが必要となります。

また太陽光発電を中心とした地域発電や企業内発電も盛んとなり、今後の自然天候の予知やモニタリング評価を、長期に渡って実施することで、より効率の良いエネルギー循環を構築できていくものと考えます。
もちろん発電量や消費電力のモニタリングも重要で、ワイヤレスでの計測装置機器が敷設でき、LANの敷設の問題
や社内セキュリティの問題が無関係となります。

自然天候の予知

風力発電
発電能力の
見える化
火力・原子力発電

モニタリング評価
工場

効率よい
送電・変電

消費電力の
見える化
省エネ
対策

水力発電

オフィス

送電線
商店
住宅

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鉄道網

地球にやさしい仕組みづくり

４．環境・エコ分野でのワイヤレス技術の応用
地球温暖化や生態系の急激な変化に対し、地球をやさしく守る活動が必要になってきました。モバイル技術を使うことで、幅広いエリアにおいて、無人での観測や保護などを行うことが可能となります。
環境評価・汚染度評価などのモニタリ
ングは、さまざまなところで必要となってきます。

自然再生・復元

放射能汚染

緑地化
汚染度検査

二酸化炭素だけにとどまらず、最近のPM2.5をはじめとする化学物質や放射能など、目に見えないもので、常時変化する地球上の土壌や河川や地下水・海水、さらに空気中のモニタリン
グは、幅広いエリアで必要となります。
場合によっては、定点であったり、場合によっては移動点でのモニタリング
が長年に渡って必要となってきました。
このビッグデータによるセンサ値を有効収集するにもワイヤレス技術は有効に利用することができます。

環境評価

地球環境保護

還
元
環境保護

ガソリン
自動車

化学
物質汚染
二酸化炭素
放出
リサイクル資源ゴミ処理60

安全・安心な社会に

５．防犯・防災分野でのワイヤレス技術の応用
古き良き日本人のコミュニティが崩れつつあり、隣人との付き合いも希薄化
し、防犯の意識が高まりました。その対策として、防犯装置や監視カメラの設置が増え、その緊急連絡や遠隔制御
がモバイルによって可能となってきました。
また、東日本大震災によって新たな自然災害での防災の意識も高まってきました。より緻密な避難通報や避難経路の誘導など、地域に特化したモバイル活用は必須となってくるでしょう。
これら防犯・防災に特化したモバイル
機器は、いろいろと期待されていて、
GPS/GISの機能を活用することで、誘導避難だけでなく、安否確認などにも役立てることが可能となります。

監視カメラ
犯罪装置
遠隔制御
山崩れ・雪崩

緊急連絡
救急車
緊急出動
自然災害の予知

火山
爆発

パトカー
遠隔誘導

この防犯・防災分野でのワイヤレス技
術の持つ双方向通信やGPS機能などを利用し、活用することも無限に広がり
ます。

緊急避難
避難警報
地震

消防自動車

61

竜巻
つむじ風

つなみ

サービス向上

６．観光・娯楽分野でのワイヤレス技術の応用
観光地やアミューズメントパークでの付加価値のあるスポット情報や混雑情報などを独自モバイルで提供し、GPS機能を使って、顧客の誘導や軌跡分析などを行う機能などを提供することできます。さらに外国人へのきめ細かなサービス向上も可能とな
ります。

宿泊施設

観光バスやレンタカーでの地域に根ざしたサービス向上や、外国人向けの言語に対応したサービス向上において、デポジット式モバイルの貸し出しなどによる付加価値を持たせる
ことができます。
また、観光客や買い物客が訪ねたお店や観光地の軌跡を分析するなど、新たな観光地発掘へと繋げることもできるようになります。
その他、スポーツ選手に付帯させたモバイルで、正確で瞬時の位置情報を取って、さまざま見えてくる楽し
みかたも出てきます。

顧客・買い物客の訪問軌跡情報アミューズメントパーク
待ち時間情報

買い物客

クーポン券発行
お店への経路案内

人気スポット情報
観光コース案内

観光地

経路情報

観光客
渋滞情報

位置情報把握観光バス
サッカー選手

62

レンタカー

ランナー

ICTの活用での合理化・効率化

7．農業・漁業分野でのワイヤレス技術の応用
情報通信技術（ICT）の活用が遅れている農業や漁業分野においえは、
広いエリアでの監視や観測に伴い、モバイルの活用がいろいろと出てくるといわれています。
多くのセンサ技術との連携で、長期にわたるデータ収集・モニタリングも可能となり、新技術化を図った農業・漁業が開拓できるのではないでしょうか。

最近の牛や豚などの口蹄疫や鶏や鳥類の鳥インフルエンザは、早期発見が重要となっています。
すでに牛や鶏に付けた加速度センサ
や熱センサでの研究も進んでいて、多くの農家でのモニタリングも必要となるときが出てきています。
今後は、特に農業のさらなるICT活用にモバイルは欠かせないものとなるでしょう。

家畜田・畑
納屋・飼料倉庫

土壌分析
水分・Ph値

在庫情報
モニタリング

散布軌跡情報

天候・天気

漁獲量管理
消毒・肥料散布

環境自動管理位置情報

飼育自動管理
港

自動操縦
ハウス栽培
農機具

63

病気早期発見

人工飼育

安全・安心できる社会

８．建設・保全分野でのワイヤレス技術の応用
新築・改築・増築などでの建設現場は、
一時的なものですが、新たなLAN敷設が難しいところなどでは、ワイヤレス技術を使ってのサーバ連携が強力な武器となります。
現場でのさまざまな稼動する機器や人的リソース、さらに資材などを有効活用するための現場でのワイヤレスを活用して収集するデータと、本社などがかかえるサーバとの連携も簡単に対応することができます。
またこれからの建設業界での保全（保守・点検）は重要な課題となってきま
した。いちいち人によるものだけでな
く、一部センサと無線（ワイヤレス）を使った監視システムなどは、これから大きなニーズがあるものと考えます。
特に、橋梁やエレベータなどの保全は、遠隔での対応がオープンワイヤレス技
術によって可能となってきます。

長期観測（ひずみ・変位）

保守
データ
取得

CM関連の
情報共有化

現場の
進捗管理

建設現場でのリソースの観測
各種センサ値のクラウド連携振動解析（音・揺れ）
レーザ測定
観測

保守データ
取得

*CM(Construction Management)64

ICTの活用での合理化・効率化

９．制御・監視分野でのワイヤレス技術の応用
単に自動制御だけではなく、遠隔でのクラウドを通じ、現場監視による遠隔制御が必要となる場合があります。
このことで、機械だけに頼るのではなく、遠隔にいる人の監視下でも制御が可能となってきました。
現場の状況に応じた判断が必要な場合などは、特にワイヤレス技術との連携に
よってM2M/IoTシステムの活用が重要となってきます。
既に多くの産業でのワイヤレス技術の応用は始まっていて、実運用による効果も出てきたところでもあります。

空調制御
ドローン
制御
ロボット制御
監視カメラ

ヒータ制御

特に、ドローン制御、ロボット制御、多くの機械の遠隔制御といったものも実際に多く使われるようになってきました。
今後これらは、クラウド連携、AI連携な
どと一体となって、より成長していくものと考えます。

65

電源制御

各種センサ値のクラウド連携ヒートポンプ制御
ボイラー制御*CM(Construction Management)

安心できる地域生活

10．地方支援での３Gシールド応用
一人暮らしでお年寄りが多い過疎化の進む地方では、常時のコ
ミュニケーションが重要となってきています。ひとり一台のモ
バイルにより、双方向や一対多などの連絡網や位置確認、さらに住民サービス向上での多くの価値・効果が期待されています。
地域生活で必要となる移動手段の合理化などでは、共通の連絡網によって、乗り合いバスを合理的に走らせたり、郵便・宅配も効率よく巡回させたりすることが可能となります。
過疎化での独居老人の安否や所
在確認も、GPS機能や双方向の連絡によって、常時可能となり、安心した生活を送ることが可能となります。

地域連絡網
連絡通信網
1対多の連絡網
公共交通機関

緊急連絡

協同乗合
集会連絡網
配達確認

郵便・宅配

地域コミュニ
ティ

安否確認

避難誘導
農作物
被害対策

所在確認
独居老人

ハザードマップ

66

地域連絡

双方向連絡

過疎地

11．M2M/IoTのビジネスモデル




何がM2M/IOTビジネスか⇒いくら良いものを作ってもハードだけだと安価になっていく⇒ 大手が入りにくいニッチなビジネスに着手すべし⇒ 課題解決できる現場（防犯・防災、建設・保全、観光・娯楽、医療・介護・見守り、制御・監視、
環境・エコ・エネルギーなどなど）
M2M/IoTビジネスのモデル化は何か⇒ 現場で利用価値が認識されることが最重要課題⇒ 携帯電話ビジネスと同じにすべし
・支払い条件：月々支払い安価で2~3年縛り⇒ 提供するハード＋ソフトは連携したビジネスで提供していく⇒ 保守・改良・改善・交換ビジネスがキー⇒ 蓄積したデータが価値を生むビジネスを考える⇒ ビックデータから離れない仕組みを考える⇒ 将来はAI（人工知能）を使ったシステム構築
作るべき重要なシステムとは⇒ 課金制度・クラウド・サービス・付加価値・利用価値（携帯・スマホ利用形態と同じ 月額支払の数年縛り）

67

68

１．OWアライアンスの可能性
NPO法人 オープン ワイヤレス アライアンスとは

誰もが、安価で、簡単に、短時間で、高度なM2Mシステムの試作・プロトタイプ開発ができる

オープンにされた豊富な技術情報・知恵が、無償で利用可能

アライアンスでは、協業・協調・共創しながら、企業間連携・産学連携を推進

現在50団体ほど加入（2013年3月15日設立、2015年4月改名） ※印は部門や研究室での加入
アイ・ビー株式会社株式会社 インターアーク株式会社 インターネットイニシアティブ
株式会社インフォコーパス
株式会社エイビット
株式会社エー・アイ・エヌ
株式会社 エンルート
神奈川工科大学（ホームエレクトロニクス学科奥村研究室）※
グローバル・インターネット・ジャパン株式会社
株式会社 コア 先端組込み開発センター※株式会社 コスモリサーチ
コーンズテクノロジー株式会社
金沢工業大学（中沢研究室）※
株式会社 構造計画研究所※
株式会社 自動計測
信州大学（田代研究室）※
神峯電子株式会社
株式会社 スイッチサイエンス株式会社 セミテックス
ソネット株式会社

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拓殖大学（前山研究室）※
有限会社 田中ファーム
株式会社 タブレイン（事務局）
ディー・クルー・テクノロジーズ 株式会社
東京海洋大学（情報システム工学系研究室）
株式会社 ドリーム・トレイン・インターネット
株式会社ナビゲーションズ
High Technology Explore 株式会社株式会社 ハローシステム
広沢電機工業 株式会社株式会社ベクターデザイン株式会社 フタバ企画
マイクロウェーブファクトリー株式会社
株式会社 メディアリンク・アイ
弓削商船高専化工業株式会社
株式会社 琉球ネットワークサービス
菱洋エレクトロ株式会社
株式会社 ルネサスソリューションズ ※渡辺電機工業株式会社ほか

２．アライアンスはM2M/IoTビジネスを支援
前提：ワイヤレスを使った新たな製品開発は膨大に存在（事例を豊富に知ること）
課題１：自ら作れる連携克服→ 協業・共創できる企業連携（アライアンス活用）
課題２：自ら作れる技術克服→ 試作と量産化を区別（ワイヤレス技術活用）
課題３：自ら作れるモデル構築→ ビジネスモデル構築（将来の自社ビジネス）
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M2M/IoTビジネス開拓は
自社内（自身）優先で

協業・共創
企業間連携

開発技術
習得

試作
プロトタイプ開発

量産化

ビジネスモデル
アイデア創出３．他団体との連携情報
連携状況

教育分野における情報科教育との連携

2013年春から、日本情報科教育学会のメンバーとなり、論文発表や展示などの活動を通じて、３Gシールドの普及展開を計っています。

MCPC モバイルM2Mワーキンググ
ループとの連携2012年秋頃から「３Gシールドは、M2Mビジネスの裾野を広げてくれる」との高い評価を頂き、展示会でのご支援などを頂いています。

Arduino互換機 GR-SAKURAとの連携

2013年春ごろから、３GシールドがArduinoの互換機であるGR-SAKURA上でも稼動するようになり、互いのメリットを生かした展開をスタートさせています。

Arduino関係者との連携

日本におけるイタリアArduinoチームと関係が深い人たちとの交流を大切にし、オープンソースハードウェアの概念を尊重した展開を計っています。

出版社との連携

３Gシールド普及展開での支援を頂くことが重要ということで、電子・電気・情報・工学関係の出版社との連携を強めて活動しています。

文部科学省のプロジェクトとの連携2012年度における文部科学省の２つのプロジェクトを通じて、３Gシールドを使った教育カリキュラムを実施しています。3年および4年プロジェク
トとして展開しています。

IEEE1888との連携

2012年秋に東京大学様とインターネットイニシアチブ様と一緒にプレスリリースを発表し、エコ関連分野での通信プロトコルの標準化を目指した展開を計っています。

MVNOとの連携

３GシールドのSIMカードの提供においては、NTTドコモのMVNO企業様にいろいろとご支援を頂きながら展開を計っています。今後も通信速度が安定し、また安価で、M2M専用で、プリペイドなどが自由に選択できるものも用意できるように連携を計っています。

M2M関連研究室との連携

M2Mビジネスを専門に研究活動を行っている大学との連携を強化し、その成果をひろく展開できる活動も行っています。

３Gシールドを利用した中小企業との連携

M2Mビジネスを行うには、まだまだ規模的に小さい中小企業に対し、ビジネスチャンスを広げる展開を計っています。産学連携や企業間連携を通じ、３Gシールドの可能性を引き出して頂いています。

通信モジュール関連企業との連携

３Gシールドで利用している通信モジュールの技術情報は重要なものとなっていて、その設計及び製造を行う企業とも連携しながら、連携を強化しています。

Facebook/Wikiページでの連携

Facebookでは、「NPO法人３Gシールドアライアンス」
Wikiページでは、 http://a3gs.wiki.fc2.com/ にて情報公開しています。

企業向け・教育機関向けのメルマ
ガでの連携

これまで３Gシールドアライアンスからのメルマガを不定期ながらも、月１－3回ほど、最新情報やセミナー・展示情報などを送信しています。 メ
ルマガ情報が必要な方は、info@3gsa.orgまで

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４．OWアライアンスの紹介サイト■ホームページ： http://owalliance.org/■http://a3gs.wiki.fc2.com/

NPO法人
３Gシールドアライアンスのホームページ・最新情報掲載■Facebook 「NPO法人オープンワイヤレスアライアンス」
SNSの活用
※最新の情報を掲載
事例紹介やトピックス
をアップ※３Gシールドの技術情報提供と保守サポートを掲載
・ ３Gシールドの機能概要などを公開
・ 仕様書や回路図などを公開
・ 保守サポートのための技術情報公開
・ アライアンスに関することを掲示※一般向け販売サイト
・スイッチサイエンス社
・ムトーエンジニアリング社※教育・研究機関向けはタブレイン社72

５．アライアンスのさらなる展開について

今年２０１５年４月に名前改定

新しい組織名： ＮＰＯ法人 オープンワイヤレスアライアンス

おわりに2015年10月 インターネット上の
日経ITproで「３Gモジュール紹介」と「アライアンス紹介」
記事を掲載頂きました。
「ITpro IoT 第8回」でGoogle検索で出ます。
また日経BPムック「すべてがわか
るIoT大全2016」にも掲載されました。
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