D X を 推 進 す る

ナノコン ハンドブック
第 ３ 版～ 指先にのる小さなデバイスで IoT を始めよう！ ～モバイルコンピューティング推進コンソーシアム
技術委員会
ナノコン応用推進 WG
協力 東京大学 桜井研究室／トリリオンノード研究会

はじめに
サイバー空間（仮想空間）とフィジカル空間（現実空間）を高度に融合したSociety 5.0 が実現する社会は、IoT（InternetofThings）で全ての人とモノがつながり、5G や AI と言った先進技術により様々な知識や情報がリアルタイ
ムに共有され、今までにない新たな価値を生み出すことが期待されている。また
直面する社会課題を解決するために、インフラの老朽化を監視するシステム、物
流や流通分野で求められる位置情報の把握、さらにはそれを担う人材の育成などが求められている。

2030 年代には 1 兆個の端末がインターネットに接続されると予想されている。
その一方で、IoT の世界においては一つ一つのアプリケーションは小さく、１兆個の市場を生み出すには多くのアプリケーションが生み出される必要があり、そのためには小型で低消費電力といった性能面だけでなく、カスタマイズ性に優れた IoT プラットフォーム” ナノコン” が必要である。“ナノコン” が収集するフィ
ジカル空間の多種多様なデータが、様々な分野で利活用されることにより、新たな価値、新たな IoT アプリケーションを生み出すであろう。
ナノコン応用推進 WG と東京大学・桜井研究室は、2018 年からナノコンの代表例” Leafony” を使ったハッカソンや、技術・アイデアコンテストとして『MCPC
ナノコン応用コンテスト』を開催し、社会や身の回りの課題解決や生活を豊かにする作品をご応募頂いている。本ハンドブック第 3 版の発行にあたり、2021 年
秋に開催した第 2 回 MCPC ナノコン応用コンテスト受賞作品をナノコン活用事
例に追記するとともに、Leafony の内容を現時点のものに更新した。
本ハンドブックが、MCPC 会員企業における IoT アプリケーションの実証実験の他、教育現場等の人材育成への活用や、メイカーズ ( ものづくりをする個人 )を含む多くの方に活用されることで、新しい IoT アプリケーションが生まれ、Society5.0 の社会の実現の一助になることを期待する。
2022 年 3 月
モバイルコンピューティング推進コンソーシアム
技術委員会

ナノコン応用推進 WG 主査

目

次

はじめに
１．ナノコンとは ............................................................................. 2
２．ナノコン活用事例
・日本電子専門学校....................................................................... 2
JECreate・株式会社エイチアイ
・愛知工業大学.................................................................... 4・株式会社ジェイエスピー
・株式会社エイチアイ
・東海大学........................................................... 5

内藤研究室

・日本電子専門学校........................................................ 3.............................................................. 6.................................................................... 7
AI システム科

地盤研究室チーム.................................................. 8........................................................ 9・奈良先端科学技術大学院大学 ユビキタスコンピューティングシステム研究室
・株式会社 NTT ドコモ
・たくろーどん.......... 10................................................................... 11............................................................................. 12

・九州大学

荒川研究室

................................................................. 13

・九州大学

荒川研究室

................................................................. 14

・島根職業能力開発短期大学校...................................................... 15・株式会社 USEN .......................................................................... 16・慶應義塾大学
・九州大学

石黒研究室

荒川研究室

........................................................... 17................................................................. 18

・富士通コネクテッドテクノロジーズ株式会社
・株式会社タブレイン
・京セラ株式会社
３．Leafony の紹介
３. １. 特長..................................... 19.................................................................... 20

コミュニケーションシステム研究開発部.................... 21......................................................................... 22.............................................................................. 22３．
２. 活用事例. . . . . . . . . . ............................................................ 23

３．
３. トリリオンノード研究会の紹介

1. . . . . . ....... .............................. 24

1 ナノコンとは

汎用コンピュータは CPU、メモリや周辺デバイスの小型化によりマイコンとして多くの場所で手軽に利用されるようになり IT が広く普及することになった。
また、通信ネットワークの普及発展によりマイコンは様々なセンサーやアクチュ
エータなどのエッジデバイスをネットワークに接続するエンベデッドコントロー
ラとして普及してきた。
さらに様々なデバイスがインターネットに接続されたいわゆる IoT の世界を普及させるには従来のマイコンよりも小型、低消費電力、かつ容易にインターネッ
トに接続されるコンピュータが必要である。
また、誰でも IoT ビジネスに参画できることとサービスビジネスの開発サイク
ルの短縮化が必要とされるため、容易に技術 / ビジネスの実証実験を行うことが求められるようになっている。
MCPC ではこの超小型、バッテリー駆動、そしてモジュール化され容易に取り扱えるデバイスをナノコンと定義し、その普及促進活動を行うことで会員企業のIoT ビジネス活動の促進を目指しています。
※ナノコンは、MCPC がライセンスしている商標です。

２ ナノコン活用事例

ナノコンの活用事例を次ページ以降に示します。

2第２回ナノコン応用コンテスト 2021 最優秀賞 受賞作品

用途

大事な家族の異変に気付くことができるサービス「ONLYWAN!」

団体名

日本電子専門学校
JECreate

大事な家族の一員であるペットに対し、飼い主がペットの「いつもとちょっと違うかも！」に気づき、病気の早期発見につなげてもらえるためのサービスです。

最優秀賞

タイトル

概要・システム構成図■概要
Leafony搭載の“With WAN 首輪”とDBサーバ、ONLY WANアプリから構成されます。
首輪に着けられたLeafonyから体温と活動量のデータをサーバへ送信し、アプリから集計済
みデータを取得できるようにしています。
首輪の内側からセンサーにかけて銅板を巻き付け、体温をより正確に取れるようにしています。
体温・活動量データ（集計前）

With WAN 首輪

集計済みデータ

DBサーバ

ONLY WAN アプリ■画面イメージ
アプリの画面はデータを視覚化し、少しの体調変化にも気付けるよう工夫しています。
過去の通院履歴やワクチン履歴も登録でき、病院での診察に役立てることができます。
ペット情報画面

体調確認画面

通院履歴画面

ハードウェア構成■With WAN 首輪（Leafony）
CPUコア : AVR MCUリーフ
通信I/F : BLE Sugarリーフ
電源: CR2032リーフ
センサ ：4-Sensors(温度、加速度)■DBサーバAmazon EC2（Amazon Linux2）
DB：MySQL
API：php + Laravel■ONLY WAN アプリ
HTML + CSS + JavaScript (vue.js)

備考3第２回ナノコン応用コンテスト 2021 優秀賞 受賞作品

団体名

みまもりパパ

用途

優秀賞

タイトル

株式会社エイチアイ

位置情報を用いたセキュアな小型低消費電力の見守りシステム

概要・システム構成図
子供や高齢者の行方不明事件は深刻な社会問題です。9歳以下の子供の行方不明は年間約1,200件、認知症を患った高齢者に至っては、年間約16,000件発生しています。
こうした課題を解決するために、GPSセンサによる見守りシステムが各社より発売されています。しかし、低消費電力を実現すると共に、秘匿性の高い位置情報を十分なセキュリティを担保して、低フットプリント・限られたCPUリソースで扱うには課題があります。
みまもりパパは、株式会社エイチアイが開発したexpist IoTAとLeafonyを組み合わせた、
セキュアな小型低消費電力の見守りシステムです。
主な機能：
１．位置情報の把握
２．小型軽量であり長時間利用可能
３．expist IoTAとLTE-M Leafを利用したセキュアな通信

LTE-M Leaf

Application
IoTA
CryptoCore

MQTT Publisher

UART

iota_trans

GP20-U7

LpwaUdp

IoTA
App
Layer

AES
AONT

App

SerialIoTA lib
HTTP(S)

IoTA Trans Layer

Speck

IoTA
UDP

CryptoAbstruction
Layer

LTE-M modem

MQTT Pub.
(Mosquitto)

UDP

TCP

OS
Abstraction Layer

OS (Android / Linux / mbed / RTOS)

ハードウェア構成
Leafony構成
CPUコア : STM32L496VGT6(Cortex-M4)
通信I/F :LTE-M Leaf Ver.3

備考

その他
GPSセンサ:GP-20U7

expist IoTAとは「セキュアに」「確実に」「効率的に」届けるをコンセプトとした
IoT デバイス向け通信ソリューション。 独自軽量プロトコルと、ネットワーク利用効率化により通信オーバーヘッド・トラフィックを抑制。 IoT デバイスのセキュリティ担保に加えネットワーク
運用コスト削減にも貢献します。
導入やご相談等、詳しくはこちらよりご連絡下さい。
(https://www.hicorp.co.jp/)4

第２回ナノコン応用コンテスト 2021 優秀賞 受賞作品

用途

ベンジョミン

団体名

愛知工業大学
内藤研究室• トイレの在室状況の把握• 「こもりスマホ」という公共の個室トイレに必要以上に居座りスマートフォンなどを操作する迷惑行為の対策

概要・システム構成図• Leafonyは人感センサーを利用しており、BLEでRaspberry Piと接続している• MACアドレスでLeafonyを識別していて、在室状況をRaspberry Piからデータベースに登録している• アプリでは在室状況をリアルタイムで表示できるようにしている• Leafonyは人感センサーの情報を発信したのちにiBeaconを発信する• アプリ側でiBeaconを受信したらFirebaseの入室時間と現在時間を比較し、設定した時間以上在室していた場合アプリから通知が出る
マイコン
Leafony

ゲートウェイ
Raspberry Pi

データベースFirebase

BLE

iBeacon

滞在時間の通知

ハードウェア構成

備考

CPUコア : AVR MCUリーフ
通信I/F : BLE Sugarリーフ
電源: CR2032リーフ
その他 : SP&PIRリーフ, USBリーフ
ベンジョミンの使用例：
https://youtu.be/p0hwn6DHe4k
5

優秀賞

タイトル

第２回ナノコン応用コンテスト 2021 優秀賞 受賞作品
手のひらサイズのボタン式メジャー(株)ジェイエスピー

団体名

優秀賞

タイトル
用途

昨今のコロナ禍の影響に着目し、家具/インテリア業界に焦点をあてた。
巣ごもり需要・在宅勤務が追い風になり、コロナ禍の家具/インテリア市場規模は過去最高になっている。一人暮らしの場合、家具/インテリアを買い替える際に普通のメジャーを使用してサイズを計測することは容易ではない。
そこで、老若男女問わず一人でも容易にサイズの計測をできる手のひらサイズのボタン式メジャーを開発した。
LeafonyとAndroidアプリをBluetoothで接続し、計測したサイズの保存/参照/削除が可能になっている。

概要・システム構成図
計測に使用するメジャー本体と、計測値の記録に使用するAndroidアプリから構成されています。
計測には超音波センサを使用しており、計測ボタンを押すことで動作します。
送信ボタンを押すと、計測値がAndroidアプリに送信され、計測値の記録が可能です。
アプリとの通信はESP32に搭載されているBLEモジュールを使用しています。
Androidアプリ

メジャー基盤

メジャー外観

送信ボタン
計測ボタン

超音波センサー

計測値の記録計測/計測値送信

ハードウェア構成センサー

メジャー基盤

昇圧電源

CPU：ESP32 MCUリーフ
通信I/F：BLE（ESP32 MCUリーフ内臓）
センサ：Grove - Ultrasonic Distance Sensor
電源：2V～4.5Vリーフ

備考

ボタン

拡張
基盤

株式会社ジェイエスピー
https://www.jspnet.co.jp
6

ESP32
BLE
電源

Android端末第２回ナノコン応用コンテスト 2021 奨励賞 受賞作品

用途

奨励賞

タイトル トレーニング機器稼働率監視 団体名

株式会社エイチアイ

ナノコンを用いて各種トレーニング機器の稼働を監視するシステム

概要・システム構成図
トレーニングジムの機器は稼働状態の監視をされていないことが多く、利用者にとっては利用したい機器の混雑度が把握しづらい問題があります。
この問題を解決するために、ナノコンを用いて各種トレーニング機器の稼働を監視するシステムを構築します。
ナノコンは親機であるRaspberry Piに識別子と加速度センサの情報を一定間隔で送信します。
Raspberry Piでは収集したセンシングデータに対して統計処理を行い、接続された各ナノコンが稼働状態であるかどうかをDBに記録します。

サーバにマシンの稼働状態を管理•提供

加速度データから稼働状態を算出

Leafony

MachineAFree

MachineB
Busy

Raspberry Pi

Server(GoogleSpreadSheet)

ハードウェア構成
Leafony構成
CPUコア : AP01 AVR MCU
通信I/F : AC02 BLE Sugar
電源: AV01 CR2032
その他 : AI01 4-Sensors 加速度センサ

備考

その他
Raspberry Pi

株式会社エイチアイは組み込み機器向けソフトウェアを事業としており、様々な車両メーカー様に自社ソリューション及び高度な組み込み機器向け開発技術を提供しております。
導入やご相談等、詳しくはこちらよりご連絡下さい。
(https://www.hicorp.co.jp/)7

第２回ナノコン応用コンテスト 2021 奨励賞 受賞作品

用途

「ナノコン」を用いた
在所者見守りシステム

団体名

日本電子専門学校
AIシステム科

奨励賞

タイトル

介護施設従業員の以下の要望をかなえることで日々の負担を軽減するシステム
・投薬や食事などのため在所者の居場所をすぐに知り探す手間を少なくしたい
・在所者が危険な場所に立ち入ったかどうかをすぐに知りたい※在所者(ざいしょしゃ)：介護施設に入居されている方を指す介護現場で使われている用語

概要・システム構成図

・システム概観

サーバー

・処理の流れLeafony①

Raspberry
Pi4

③

PC
②

スマホ

サーバー

：Leafony④：Raspberry Pi4

・従業員のノートPC・スマホ 表示画面

従業員のノートPC・スマホ

在所者information① Leafonyとの距離測定

部屋1

男子
トイレ

在所者ID : 0003
名前：佐藤さん 場所：階段付近 マーカー：※距離の取得にはRSSIを使用② 距離情報の送信③ 送信されたデータから
Leafonyの位置を特定④ 各Leafonyの位置とLeafony所持者(在所者)に関する情報を送信

階段

女子
トイレ

廊下

在所者ID : 0001
名前：相澤さん 場所：部屋2

マーカー：

在所者ID : 0002
名前：中島さん 場所：部屋1

マーカー：

部屋2

マップ情報：マーカー●●●で在所者位置を明示

在所者情報：危険な場所への立ち入りは 色付け で警告

ハードウェア構成
CPUコア : AVR MCUリーフ
通信I/F : BLE Sugarリーフ
電源: CR2032リーフ
その他 : RaspberryPi4(距離情報収集用)、 PCサーバー(サーブレット稼働用)

備考

動作の様子はこちらの動画で公開中
https://www.youtube.com/watch?v=mZe9EjeqQEI
8ナノコン応用コンテスト 2020 最優秀賞 受賞作品

タイトル

団体名

傾斜３/１０００

東海大学
地盤研究室チーム

用途
住宅の建築において、欠陥があった場合に買主と売主の間に係争問題が多く発生している
現状があります。
タイトルの「傾斜3/1000」は、住宅の品質確保の促進に関する法律問題となる１ｍあたり3㎜の傾斜を意味しており、角度にすると約0.17°となります。建設された住宅を常時監視
し、傾斜の発生を検知することを目的に、Leafonyの加速度センサを用いて、このデバイスを開発しました。

概要・システム構成図
Leafonyのみでシステムを構築している。
Leafonyの高精度加速度センサーを利用して面（住宅）の傾斜角を定期的に計測し、インターネットを通してGoogleスプレッドシートに送り、遠隔地から常時監視するシステムを構築した。傾斜角は0.2°程度の精度で検出できることを確認している。

傾斜角計測

Wi-Fiルータ

ハードウェア構成
CPU：
ESP32 MCU
通信I/F：Wi-Fi（ESP32 MCUリーフ内蔵）
センサ： 加速度センサ（4-sensorsリーフ）
電源： ２V～4.5Vリーフ

備考

9

インターネット

Google
スプレッドシート

ナノコン応用コンテスト 2020 優秀賞 受賞作品
Bo：Song

タイトル
用途

団体名

奈良先端科学技術大学院大学
ユビキタスコンピューティングシステム研究室

近年、高齢者の転倒予防や健康増進という観点から棒体操が注目を集めている。
我々は、音楽を用いて棒体操実施者を支援するBo:Songシステムを実現した。
提案するシステムは、棒体操の動きに合わせて音楽を再生することで、ユーザが楽しく正しいリズムで棒体操を実施することを誘導する。

概要・システム構成図
Bo:Songは、棒体操と音楽を組み合わせてユーザを支援するシステムである。
例えば、体操の速度が速い場合音楽のリズムを速くし、その人にとって正しい速度を誘導するといったものである。Bo:Songのシステム構成と実際の利用シーンを以下に示す。システム
は、Leafonyブロックを埋め込んだセンシング棒と音楽やテキストによる反応を返すフィード
バックアプリケーション（ JavaScript を使用）で構成される。センシング棒とフィードバック
アプリはBluetooth通信によって相互に接続されている。フィードバックアプリは、センシング棒
から送信される加速度データから、棒体操の反復リズムを推定し、そのリズムに合わせて音楽を再生する仕組みになっている。また、棒の角度から腕の高さを推定し、「腕が下がってきているよ」などの姿勢に関するフィードバックも提供する。

Bo:Songのシステム構成と実際の利用シーンハードウェア構成

備考

Bluetooth

センシング棒には、 Basic Kit に含まれているAC02 BLE Sugar、AI01 4-Sensors、AV01 CR2032、AZ01 USB、AP01 AVR
MCUを組み合わせたリーフォニー・ブロックを使用した。

研究室ホームページ：http://ubi-lab.naist.jp/
10ナノコン応用コンテスト 2020 優秀賞 受賞作品

株式会社
NTTドコモタイトル

ナノコンをフライトコントローラとしたドローン 団体名

用途

ドローンの姿勢制御• Leafony（ナノコン）を利用してドローンの制御を行う。
• Leafonyの小型、低消費電力といった特性がドローン開発に適しており、ドローンのフライトコントローラとして活用できる。

概要・システム構成図
ドローンの姿勢制御をLeafonyで行い、スマートフォン/タブレットでの遠隔操作を実現した。
スマートフォン/タブレットのドローン制御のためのアプリケーションから、ドローンに搭載した
Leafony にBLEでコマンドを送信する。 Leafonyは、コマンドを受信するとドローンは受信したコマンド通りの操作を行う。ドローンは、本体に搭載した6軸センサの情報を元にLeafony
にてブラシレスモータの制御を行い、姿勢制御を行う。
6軸センサのフィルタリングは、Madgwickフィルターを使うことでメモリの少ないLeafonyでも高精度のフィルタリングを実現した。ブラシレスモータはLiPoバッテリー、Leafonyと6軸センサ
はコイン電池から電源供給する。
Motor

Motor

ESC

ESC

14.8V
LiPo
Battery

Motor

PWM
PWM
3.3V
Coin
Battery●Leafony●6軸センサBLE受信
Motor制御(姿勢制御)

ESC

BLE

PWM

スマートフォン/
タブレット

PWM

ESC

Motor

ハードウェア構成
CPUコア：AVR MCU
通信I/F：BLE Sugar
センサ： MPU-6050(6軸センサ)
電源： コイン電池、LiPoバッテリー
その他： ブラシレスモータ、ESC、ドローンフレーム、プロペラ

備考
ドローンに搭載した、 Leafonyやセンサ等は本体フレームに固定するための土台を3Dプリンタで作成し前後左右のバランスを均等になるようにした。
今回は、大容量のバッテリーや大きいフレームを利用して開発したが、小型なLeafonyの特性を活かし、バッテリー、モータ、フレームをより小型・低量化することで総重量200g未満のドローンの実現も可能である。
11

ナノコン応用コンテスト 2020 優秀賞 受賞作品

タイトル
用途

服薬管理&褒めシステムを考えよう！ 団体名

たくろーどんLeafony ESP32 Wi-Fi kit、SparkFun Simultaneous RFID Reader(M6E Nano)、RFIDアンテナ、RFIDタグ、そして、コミュニケーションロボット「BOCCO」を使用し、服薬管理そしてその服薬行為を褒めてくれるシステムを試作した。

概要・システム構成図
RFIDタグのついた薬をRFIDアンテナを仕込んだ台の上に置く。そして、これはRFIDリーダーによって10秒に1度センシングし、RFIDタグのついた薬がアンテナ上にあるか管理されている。
そして、その薬がアンテナ上から取り出された時、RFIDリーダーがタグがなくなったことを判断し、そのタグIDをGoogle Apps Script（GAS）で書かれた簡易的なAPIにpostする。そして、
Google Sheetsに取り出された時刻と薬の種類を記入する。タグIDと薬の名前の紐付けは、GAS上で行っています。 さらに、BOCCO APIをつかってタグ取り出されたときに発話する（例：「お薬飲んだね、えらい！」）。
RFIDタグが付いた薬

Google Sheets
Google Apps Script

お薬飲んだね、えらい！

服薬時間と薬を記録

BOCCOが発話

取り出し

RFID Antenna

RFID Reader

Leafony
ESP32 Wi-Fi Kit
RFIDタグの情報

ハードウェア構成
Leafony ESP32 Wi-Fi kit
SparkFun Simultaneous RFID Reader
RFIDアンテナ
RFIDタグコミュニケーションロボット「BOCCO」

備考

小規模な在庫管理にも応用可能。
動作の様子はこちらの動画から確認できる。
https://youtu.be/oQ5Xx4rdnOY
12

Wi-Fi
BOCCO

ナノコン応用コンテスト 2020 奨励賞 受賞作品

タイトル
用途

Showbox
靴箱出席確認システム

団体名

九州大学 荒川研究室

大学の研究室のメンバの在不在の情報をリアルタイムに把握し、効率的に行動できるようにする。
• 在室頻度からメンバーの進捗状況を把握• 直接話したい相手が研究室に来ているか把握• 密を避ける行動

概要・システム構成図
靴を置くことで角度が変わる装置にLeafonyを設置し角度を算出。
角度により外出と在室を判定。

在室

外出

ハードウェア構成
段ボールで作成した角度検出装置に、Leafony Basicキットに含まれる
AP01 AVR MCU、AC02 BLE Sugar、AI01 4-Sensors、AV01 CR2032
を組み合わせたリーフォニー・ブロックを使用。

備考

GitHubにてソースコードを公開中

https://github.com/Rtakaha/showbox_sample
13

ナノコン応用コンテスト 2020 奨励賞 受賞作品

タイトル
用途

Mrs.HotCoffee

団体名

九州大学 荒川研究室

自動で珈琲が出来上がった事や備品の在庫状況を教えてくれるシステム• 出来立て熱々の珈琲を飲みたい• 珈琲が出来上がったことを共有したい• 自動で備品の在庫を管理したい

概要・システム構成図• 稼働時にコーヒーメーカー上部の温度が変化するものを想定• コーヒーメーカー上部にLeafonyを設置• 温度センサでコーヒーメーカーの温度変化を取得し珈琲の出来あがりを検知※ 在庫管理はデータベースとメッセージツール間の情報で実現

熱々の珈琲が入ったみたいですよ！

＊点線枠内はhttps://github.com/Leafony/leafony-beaconを参考にしました

ハードウェア構成
コーヒーメーカー上部にLeafony Basicキットに含まれるAP01 AVR MCU、AC02 BLE
Sugar、AI01 4-Sensors、AV01 CR2032を組み合わせたリーフォニー・ブロックを設置

備考14ナノコン応用コンテスト 2020 奨励賞 受賞作品

タイトル
用途

ロストアラーマー

島根職業能力開発短期大学校

団体名

外出する際にロストアラーマーとスマートフォンとをBluetooth接続してもらい、子供が持ち運びしやすいぬいぐるみなどに組み込んでもらい、迷子防止用として使用してもらう。

概要・システム構成図

スマート
フォン

ロスト
アラーマー

Bluetooth
1. スマートフォンとロストアラーマーを 母親
Bluetooth接続
をする。

接続

子供

アラームが
鳴る

2. Bluetooth接続が途切れるとアラームが鳴る。

接続が途切れる
母親子供

ハードウェア構成

CPUコア：AVR MCUリーフ
通信I/F：BLE Sugarリーフ
電源： CR2032リーフ
その他： 29 pinリーフ、Passive Buzzer
備考

私たちは工夫した点として、子供に違和感なく喜んで持ってもらうためにぬいぐるみに組み込むことを考え、実際に子供に持ってもらった結果、喜んでもらえた。
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タイトル

指紋認証デバイスを用いたWeb決済デモシステム

団体名

株式会社USEN

用途
安全なネット決済の実現を目指し、Leafonyを用いた指紋認証デバイスによる本人確認を行った上で、ECサイトで決済を実行するデモシステム

概要・システム構成図
開発プラットフォームとしてifLink®を活用

ifLink®とは

デモ動画①IF「指紋認証デバイスで指紋が一致したら」THEN「決済を完了する」というルールをiflinkアプリがインストールされたAndroid端末に送信②指紋認証デバイスとAndroid端末をBLE接続し指紋認証実施③指紋が一致したという結果をAndroid端末が受信し、THENモジュールを発動④決済完了指示をサーバーに通信⑤決済完了処理⑥サーバーから決済完了を受診し、画面に決済完了と表示

ハードウェア構成
CPUコア：AVR MCUリーフ
通信I/F：BLE Sugarリーフ
電源： CR2032リーフ
その他： 指紋センサーリーフ（試作品）
セキュアエレメントリーフ（試作品）

BISCADETMデバイス

備考
東芝インフラシステムズ(株)が試作開発した指紋認証デバイス(BISCADETMデバイス)は、
デバイス内で指紋照合による本人確認を行い、その認証結果をBLE等でスマホなどのシステ
ム側に通知できます。また、指紋情報を耐タンパ性の高いセキュアエレメントで保持している
ため指紋情報の漏洩の心配もありません。
16

タイトル

ナノワイヤガスセンサを用いたウェアラブル
呼気検出デバイス

団体名

慶應義塾大学
石黒研究室

用途
将来的にウェアラブルな端末で、呼気中の水素やアンモニア等様々な分子を検出し、それらの情報から人々の健康状態を測定するためのシステムを目指し、そのプロトタイプとして開発した。
概要・システム構成図
種類の抵抗変化型ガスセンサの信号を読み取るアナログフロントエンドリーフを開発した。使用するセンサの種類で抵抗値が大きく異なるため、センサ切り替え時に自動でブリッジのバランスをとり、さらに、計装アンプ ,$ の利得や/'2の出力電圧の最適値設定を行ったうえで、測定が行われる。
開発したセンサフロントエンドリーフの構成は下記のとおりである。
・電源
・各種デジタルポテンショメータ
スイッチの制御 ,&通信
・$'&'$&との通信 63,通信・計装アンプ ,$取得したセンサデータは、%/( 6XJDU
リーフを介して、タブレットに転送され、グラフ化される。

センサフロントエンドリーフ

ハードウェア構成&38コア：$95 0&8リーフ
通信,)：%/( 6XJDUリーフ
センサー：ガスセンサおよび$)(リーフ（独自開発
電源： 9～9リーフ
備考
ナノ構造を有する超低電力ガスセンサ素子は-67&5(67プロジェクトの一環として、東京大学 内田研究室、および九州大学 柳田研究室にて開発されたものを使用した。
17

タイトル

モノの,R7化からデータ計測を簡単化する
超小型マルチセンサボード6HQ6WLFN

団体名

九州大学
荒川研究室

用途
6HQ6WLFNは、種類の代表的なセンサと%/(、リチャージャブルバッテリー、フラッシュメ
モリを搭載した超小型マルチセンサボードである。
身の回りのモノにセンサと通信機能がついたらどんなことができるのだろうかという3R&を
誰もが簡単に試せるプラットフォームとして開発した。活用事例として、杖に装着して高齢者の歩行診断、体に複数装着して筋トレの支援、竹刀に装着して剣道のセンシン
グ、頭部に装着して観光時の興味センシングなどがある。

概要・システム構成図
超小型＋マルチセンサ
＋通信機能
＋記録装置
＋バッテリ
マルチプラットフォーム
L26$QGURLG0DF

ケースデータの公開＋コミュニティ形成＋データの共有

ハードウェア構成&38コア：1RUGLFQ5) &RUWH[0)通信,)：%/(
センサー：軸、温湿度、気圧、照度、89
電源： /L3R
その他： データ記録用)ODVK（0E）搭載
備考
6HQ6WLFNは、総務省6&23(若手,&7研究者等育成研究費の支援によって開発されたものである。研究期間終了後、オープンソースとして、回路図やアプ
リケーションが公開されており、年には東京の企業から研究者向けに限定販売された。
18

タイトル
用途

工作キット ブルドーザーの遠隔操作

富士通コネクテッド
テクノロジーズ 株

団体名

工作キット ブルドーザーの遠隔操作

概要・システム構成図
工作キットのブルドーザーのモーター制御を$UGXLQRのモーターシールドと/HDIRQ\プラットフォーム 以下/HDIRQ\ で行い、スマートフォン 以下スマホ を組み合わせて遠隔操作を実現した。
ブルドーザーにスマホ$を装着し、ブルドーザーの視点をカメラ画像としてストリーミング送信する。スマホ%は、ストリーミング映像を確認しながら、ブルドーザーの操作をするアプリを実装した。スマホ%の操作情報をスマホ$にコマンド送信し、更にスマホ$から/HDIRQ\に%/(でコマンド送信する。スマホ$%間通信にセルラー通信を使用し、遠隔操作を実現した。
また、86%ホスト機能をサポートしているスマホ$から、/HDIRQ\とモーターシールドに電源を供給し、モーターの駆動部には9角電池から給電する。
スマホ$$950&8

86%%/(6XJDU

セルラー回線給電
6KLHOG$UGXLQR0RWRU6KLHOG
5HY

スマホ%
モーター制御ハードウェア構成&38コア：$950&8リーフ
通信,)：%/(6XJDUリーフ
電源： 86%リーフ スマートフォン
その他： 6KLHOGリーフ、$UGXLQR0RWRU6KLHOG 5HY備考

0RWRU6KLHOGに搭載しているモータードライバは9で駆動するため、/HDIRQ\に9%86の供給が必要である。
スマートフォンの86%ホスト機能 の代わりに、モバイルバッテリーから給電することも可能。
スマートフォンはDUURZV1;).を使用した。

86%ホスト機能をサポートしているスマートフォンは一部の機種に限られる。

19

0RWRU6KLHOGの下の/HDIRQ\

タイトル

追跡トラッカーと振動警報IoTデバイス

株式会社
タブレイン

団体名

用途

GPS機能を持つ３G通信モジュール（HL8548-G）を搭載した３GIMと、加速度センサを搭載したArduino Zero互換機のIoTABボードとを組み合わせ、振動感知による追跡トラッカーを実現したもので、害獣罠に取り付けたり、盗難感知・追跡に利用できるコンパクト
で省エネタイプのデバイスとなる。すでにイノシシの罠に組み込んだ製品が実用として稼働中。
（３GIMおよびIoTABボードはタブレイン製品）（参考資料：http://tabrain.jp/data/tabrain-business.pdf)

概要・システム構成図

GPSアンテナ

GPS衛星

３Gアンテナ

リ
チ
ウ
ム
イ
オ
ン
電
池
な
ど

３G

３GIM

加速度
温度
センサ

IoTAB

メール
サーバ

３G
モジュール
（HL8548)

32ビット
MCU

32ビット
MCU

メール

USB

充電
回路

ソフトウェア構成■IoTデバイス側
・スリープ機能・ウェイクアップ機能→ 日次報告（バッテリ容量など）
・加速度センサ割込み機能→振動割込み機能（緊急報告）
・GPS取得機能（設置時報告・緊急報告）■メールサーバ側
・メール受信・転送
・メールアドレス管理
・日次報告の変更制御機能

ハードウェア構成
CPUコア：SAMD21G18A
通信I/F：３G通信（次LTE-M対応予定）
センサー：GPS、加速度、温度他
電源： バッテリ駆動（リチウムイオン・ニッケル水素等）
その他： Arduino互換機ボード

ボードサイズ：3.5×2.5×1.5㎝

備考

３GIM（又は４GIM)とIoTABボードを利用した事例は、これまで河川の水位監視デバイス（カメラや超音波距離センサ利用）や、積雪高観測デバイス（レーザ距離センサ利用）、農業
用観測デバイス（CO２センサなど利用）、その他Sigfoxと加速度センサを組み合わせた住宅
保有耐力診断デバイスなどにも技術転用を行ってきている。新たにLPWA（LTE-M）版の通信モジュールとMCUボードを一体化したMGIM（3.5×2.5㎝）の開発も着手。1枚のボードでアナログ・デジタル・シリアル通信（UART/I2C）などが制御できるLTE-M版となる。
20

タイトル

LTE-Mに対応したIoTユニット

団体名

京セラ株式会社

コミュニケーションシステム研究開発部

用途
センサーモードでは7つのセンサー（温度、湿度、気圧、照度、加速度、角速度、地磁気)による測定や内蔵GPSによる位置測位が可能であり単独で環境・状態の観測ができる。一方、モデムモードでは、UART接続したセンシング機器のデータをLTE-M通信を用いてクラウド等に送信することができ、汎用的なモデム通信機として利用できる。

概要・システム構成図
小型の筐体（約70 x 37 x 11 ㎜）にすべての部品を内蔵、リチウムイオン2次電
池やアンテナを搭載することで単独で長時間使用できる構成とした。
センサーモード時、センサー制御や測定はController CPUで行われ、LTE-Mモジュー
ルを通してクラウドに送信される。専用に開発されたダッシュボードを使い、データのグラフ化や解析、地図情報との連携ができる。
モデムモードでは、UARTで接続されたセンシング機器からのコマンド操作により、任意のクラウドやサーバーにデータを送信することができる。
主な構成要素・LTE-Mモジュール
・Controller CPU・リチウムイオン2次電池
・各種センサー・内蔵アンテナ

ハードウェア構成
Controller CPUコア： Arm Cortex-M4
通信モジュール：京セラ製LTE-Mモジュール
センサー：温度、湿度、気圧、照度、加速度、角速度、
地磁気
測位：GPS、GLONASS
電源：リチウムイオン2次電池
サイズ：約70 x 37 x 11 ㎜
外部接続：UART

備考
詳細は、以下URLを参照

https://www.kyocera.co.jp/prdct/telecom/office/iot/products/index.html

21

3 Leafony の紹介
3.1

特長
超小型

低消費電力

簡単

オープン

1 円玉と同サイズ(2cm 角 )コイン電池でも動作可能

組み立てやリーフの製作が簡単

仕様書、回路図などのプログラミングも公開

Leafony は、
超小型・低消費電力の電子基板モジュール（リーフ）を組み合わせ、様々
な IoT/CPS システムを創れるオープンイノベーション・プラットフォームを構築しています。これにより、省人化、ネット化、自動化のためのシステムやサービスの開発を大幅に効率化するなど、デジタル・トランスフォーメーションを加速します。
詳細は、こちらをご覧下さい。 https://trillion-node.org/

公開リーフ（一部）

その他のリーフは、
以下からご覧頂けます。
AP01 AVR MCU

AP03 STM32 MCU

プロセッサ

プロセッサ

ATmega328P を使用

STM32L452RE シリーズをした 8bit MCU リーフ

使用した 32bit MCU リーフ

22

公開リーフ一覧

3.2

活用事例

Web Bluetooth を使った IoT アプリ入門

このアプリは、Basic Kit 2 にプレインストールされています。Bluetooth LE を使って、スマートフォンやパソコンにセンサの情報を送信するほか、LED をコントロール
することが出来ます。スマートフォンやパソコン側のWeb Bluetoothというアプリは、
プラットフォームを問わず、インストール不要で、Bluetooth 接続が出来ます。
詳細は、以下をご覧下さい。

・Quick Start
https://leafony.com/quick-start/

・Web Bluetooth を使った IoT アプリ入門
https://docs.leafony.com/docs/examples/advanced/1_p/basic/
webbluetooth_iot/

23

3.3

トリリオンノード研究会の紹介

研究開発効率を向上させるオープンイノベーション・プラットフォームである「トリリオンノード・エンジン」を使って、IoT/CPS 市場の開拓・攻略に取り組む研究会です。トリリオンノード・エンジンの仕様が確定したものを「Leafony」と呼び、その最新情報をお伝えし、将来方向をご一緒に考えるとともに、応用例
や関連企業の各種情報などを発表しています。ニーズサイドとシーズサイドの
IoT/CPS 関連の企業や団体が集まっていますので、バリューチェーンが未だ出来上がっていない環境で、企業や団体のマッチングを、懇親会などで活発に行っています。
トリリオンノード・エンジン・プロジェクトが研究開発した Leafony を製造、販売する唯一の会社が、LEAFONY SYSTEMS 社です。LEAFONY SYSTEMS 社
では、Kit の販売を行っており、下記サイトより購入可能です。
https://shop.leafony.com/

Leafony Kit

Basic Kit 2

ESP Wi-Fi Kit 2

Extension Kit

Bluetooth LE、4 つ の セ ン

Wi-Fi と Bluetooth LE 内蔵

開発キットと組み合わせ

サ、AVR マイコンと STM32の ESP32-WROOM-32 をて 使 え る、 人 感 セ ン サ

マイコンを搭載。小型でコ搭載した乾電池やリチウムやマイクなどを搭載したイン電池駆動可能な開発

バッテリーで駆動可能な開リーフキットです。

キットです。

発キットです。

24

MCPC 技術委員会 ナノコン応用推進 WG

ナノコン ハンドブック 第３版～ 指先にのる小さなデバイスで IoT を始めよう！ ～＜ナノコン応用推進 WG メンバー＞
主査
副主査
オブザーバー
メンバー

利光
濱田
森
黒田
斎藤
村山
佐藤
光井
高本
黒田
山下
伊藤
大石
南日
小熊
田島
山崎
春藤
森本

清		
圭		
時彦
圭		
充治
隆志
道章
隆浩
孝頼
舞		
誠		
健二
禎利
俊彦
堅司
俊宏
徳和
和義
裕之

東芝インフラシステムズ株式会社
富士通クライアントコンピューティング株式会社
東京大学
株式会社 NTT ドコモ
KDDI 株式会社
LEAFONY SYSTEMS 株式会社
シャープ株式会社
スキルマネジメント協会
株式会社タブレイン
東京大学
株式会社東芝東芝テック株式会社東芝テック株式会社東芝テック株式会社
日本電気株式会社
日本ノーベル株式会社
公益財団法人日本無線協会
FCNT 株式会社
三菱電機株式会社

事務局

前島
宮坂

幸仁
敏樹

モバイルコンピューティング推進コンソーシアム
モバイルコンピューティング推進コンソーシアム※ WG メンバーは 2022 年 3 月現在のメンバーです。

【MCPC について】
ワイヤレスデータ通信とコンピューティングシステム ( モバイルシステム ) の普及を促進するために、 1997 年我が国を代表する移動体通信会社、 コンピュータハードウェア / ソフトウェア会
社、 携帯電話、 システムインテグレータなどにより組織化されました。 現在、 世界をリードするワ
イヤレステクノロジーで最先端の IoT ・ AI ソリューリョン追求し飛躍的発展を目指しており、 そのための技術課題への対応、 運用課題の調査 ・ 研究、 開発の推進、 標準化、 相互接続性検証、普及啓発活動、 人材育成などの活動を行っています。 さらには、 米国姉妹組織の USB-IF、Bluetooth SIG などと連携を図りながら、 モバイル利活用の IoT ・ AI ソリューションの市場拡大と利用環境の高度化に務めています。
(2022 年 3 月現在 会員会社数 178 社 )※ナノコンは、 MCPC がライセンスしている商標です。
※ Leafony は、 Leafony Systems 社の商標です。
※ BISCADE は、 東芝インフラシステムズ株式会社の商標です。
※ LTE は、 ETSI の商標です。
※その他社名および商品名は、 それぞれ各社の登録商標または商標です。

●

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当研究室では、IoT サービスとしてヘルスケア機能を持つ RFID タグやスマートフォンと連携可能なセン
サーモジュールなどの開発を進めてきましたが、デバイスの大きさや既存マイコンの消費電力の高さが課題でした。2015 年頃から消費電力が低い ARM 系マイコンへの実装環境を変更しましたが技術的ハードルの高さも実感していました。Leafony は小型・低消費マイコン等を簡単に利用できる環境を準備されており、サービスを短期間で実現できる点は大きなメリットと感じています。
〈愛知工業大学 准教授 内藤 克浩 先生〉
当校 AI システム科では Edge AI を含めた IoT をテーマとした授業も展開しており、これまで他の製品を利用して授業を進めて参りました。今回参加したナノコン応用コンテストで初めて Leafony に触れましたが、基本性能の高さ、機能拡張の豊富さ / 容易さ、開発環境の完備、ドキュメント / 利用事例の豊富
さ ... などにより、学生さんのアイデアをとてもスムーズに形にすることができたと思います。
〈日本電子専門学校 専任講師 安中 悟 先生〉
当研究室では、地盤の上に構造物を建て、その上で安心して人々が生活するために、それを支える地盤の特性（強度・変形）を調べる研究を行っています。これまで傾斜の経過を簡易的にモニタリングする技術がありませんでしたが、Leafony の活用により、地盤がどのように傾斜していくかを 0.2 度の高精度で観測できるセンサーを開発することができ、研究室の成果に繫がりました。
〈東海大学 教授 杉山 太宏 先生〉
当方は、WiFi と BLE の電波を計測する混雑度センサを開発し、九州大学伊都キャンパス内のバス停と食堂、さらに、昭和バスの車両に搭載しています。これまで Raspberry Pi に、LTE モジュールを追加する形であったため、サイズおよび電源確保の観点で問題がありました。今回、LTE-M と ESP32 が搭載された Leafony によって、体積で 1/10 程度になるととともに、バッテリ駆動も可能となり、どこでも手軽に混雑度センサを設置できるようになりまして、研究室としても非常に大きな成果となっています。
〈九州大学 教授 荒川 豊 先生〉

D X を 推 進 す る

ナノコン ハンドブック

第３版～ 指先にのる小さなデバイスで IoT を始めよう！ ～
発 行 元
発 行 日
製作／編集
問合わせ先

モバイルコンピューティング推進コンソーシアム（MCPC）
2022 年 3 月（初版）MCPC 技術委員会 ナノコン応用推進 WG
MCPC 事務局〒 105-0011 東京都港区芝公園 3 － 5 － 12 長谷川グリーンビル 2 階TEL：03-5401-1935
FAX：03-5401-1937
E-mail：office@mcpc-jp.org
URL：https://www.mcpc-jp.org/

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