技 術 戦 略 研 究 セ ン タ ー レ ポ ート

Vol.

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次世代の IoT 社会に向けた
ナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて2021年 1月

はじめに……………………………………………………………… 2

1

章 解決すべき社会課題と実現したい将来像… ……………… 4

1-1 解決すべき社会課題と実現したい将来像………………………………… 4
1-2 解決・実現のための方法… ……………………………………………… 7
1-3 環境分析とベンチマーキング… ………………………………………… 12

2

章 解決・実現手段の候補……………………………………… 26

3

章 おわりに… …………………………………………………… 30

2-1 解決・実現に向けた課題… …………………………………………… 26
2-2 分析等から得られた具体的実現手段の候補…………………………… 26
2-3 技術開発の方向性……………………………………………………… 28

T SC とは Technology S trategy Center（ 技 術 戦 略 研 究センター）の 略 称です。

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構
技術戦略研究センター（ TSC）

技術戦略研究センターレポート

次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けてモノからのデータをフィジカル空間から収集（Internet of

はじめにThings：IoT）し、サイバー空間に巨大なビッグデータ群を形成して高度に解析することでフィジカル空間にその価値を提供するという社会を“Society5.0”と称している（図近 年の I T（ I n f o r m a t i o n T e c h n o l o g y ）、I C T1）。従来は個別に機能していたモノがサイバー空間を利（Information and Communication Technology）

活用することで「システム化」され、さらには、分野の異な技術の進展により大量のデータを集め活用することが新る個別のシステム同士が連携協調することにより、自律化・

たなサービスや産業、企業を生み出し始めている。その自動化の範囲が広がり、社会の至るところで新たな価値

典 型 的 な 例 が GAFA（Google、Apple、Facebook、が生み出されていく。これにより、生産・流通・販売、交Amazon）に代表される企業の台頭であり、IT 機器か通、健康・医療、金融、公共サービス等の幅広い産業構ら入 力されるデータ情 報を膨 大に収 集し解 析 すること

造の変革、人々の働き方やライフスタイルの変化、国民にで、消費動向把握や流行予測、個人ごとにカスタマイズ

とって豊かで質の高い生活の実現の原動力になることがしたサービスの提供といったビジネスの確率アップやサー想定されており、日本では第 5 期科学技術基本計画の中ビス展 開など新たなネットビジネスなどの産 業を創出しで、超スマート社会の実現のためのサービスプラットフォーてきている。これらの IT が高度に発達した現代社会を、ムの確立が提案されている※ 1。

“Society4.0”と称し、さらにその先には IT だけではなくITが主役

IoT（＋AI）が主役

データ財産をより高度に利活用
図 1 これまでの情報社会（4.0）とSociety5.0の違い

出所：第 5 期科学技術基本計画（内閣府、2016）※ 1 を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2019）※ 1 第 5期科学技術基本計画 . 内閣府 . 2016.

		 https://www8.cao.go.jp/cstp/kihonkeikaku/5honbun.pdf

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

これまでの情報社会（4.0）において活用されているクナビ等から得られたデータが既に活用されている。しかラウドにある情報群は主に IT データであり、メインプレイ

し、現状は IT データとIoT データとはまだ機能的に連動

ヤーは GAFA に代表される巨大 IT 企業である。一方、しておらず、IoT データ同士もまだ十分に連動していな

IoT は 現 在 の MEMS（Micro Electro Mechanicalい、という状況である（図 2）。
“Society5.0”に向かうため

System）技術などで高度に小型化／低コスト化されたにはこれらのデータが有機的に連動して AI（ Artificial

センサなどを活 用して得られたデータや、気 象 衛 星やIntelligence）等を活用して解析され、様々なサービスがGNSS（Global Navigation Satellite System）、カー

生み出されていくことが望まれている。

図2

現在におけるフィジカル空間からのデータの流れの例

出所：第 5 期科学技術基本計画（内閣府、2016）※ 1 を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2017）

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて解決すべき社会課題と章実現したい将来像の高度 IT、IoT 社会が進むことにより人々のライフスタイ

1
1

ルも大きく変貌し、価値観も多様化してきた。新興国もこれらの技術が導入されることで徐々に豊かになってきてい解決すべき社会課題と-1 実現したい将来像

る。日本を含めた先進国はより豊かになる一方で、いくつかの課題が挙げられる。
一つ目は、「高齢化」である（図 3 ※ 2）。医療技術など

1-1-1 社会課題と将来像の進展に伴い日本人の寿命が延びてきており、高齢化

近年の科学技術、とりわけ情報通信技術の発展は、社会における我が国の在り方が求められている。例えば社会基盤をより高度化させ、人々の豊かさに大きく貢献し「人生 100 年社会」がキーワードの一つとして取り上げてきた。1990 年代後半頃から爆発的に普及が進んだイ

られており、豊かな老後の生活を構築することが今後のンターネット、そして 2000 年代に入って普及したブロード

日本に求められている。長寿命化（高齢化）は社会保障

バンドによって、IT、ICT が急速に社会に浸透し、あら

給付費の増大につながり、国の財政を圧迫する一要因とゆるモノがインターネットを媒介してつながることで、これなっている（図 4 ※ 3）。また、インフルエンザ、ノロさらにはまでにない新たなサービスが生み出され始めた。いわゆ

新型コロナ等のウイルス拡散なども低減していく必要がる「Internet of Things（IoT）」の時代である。これら

ある。

図3

世界の高齢化率推移

出所：令 和元年版高齢社会白書 ※ 2（内閣府、2019）※ 2 令和元年版高齢社会白書 . 内閣府 , 2018.

		 https://www8.cao.go.jp/kourei/whitepaper/w-2019/zenbun/pdf/1s1s_02.pdf※ 3 2040年を見据えた社会保障の将来見通し. 内閣官房・内閣府・財務省・厚生労働省 . 2018.

		 https://www.mhlw.go.jp/file/06-Seisakujouhou-12600000-Seisakutoukatsukan/0000207399.pdf

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

図 4 日本の社会保障給付費の内訳と見通し

出所：2 040 年を見据えた社会保障の将来見通し※ 3（内閣官房・内閣府・財務省・厚生労働省、2019）

二つ目に、豊かなライフスタイルの追求や女性の社会進出により少子化も同時並行で進んでいることが挙げられる。少子化による労働人口減少は、社会保障費の下支えとなるべき納税者の減少でもあるため、将来の社会保障を支えるべき根幹を揺るがすことになる。さらに、少子化については、社会保障費の問題だけでなく、日本の産業を支える労働者が減ることでもあるので、今後はより一層の省人化を進めた業務改革、製造業の体質改革などが必要になる。

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて三つ目には、環境問題に対する重大な懸念も示されて長を維持していくためには、既存事業の枠を超えた新たいる。世界における科学技術の発展と生活水準向上によな産業を創出するための手段を講じておく必要がある。

り、エネルギー消費も増加の一方であり（図 5 ※ 4）、それ以上に挙げた我が国が直面する社会課題に対し、実現したい将来像として、以下の四つを挙げる。

は同時に CO 2 排出量の増大になり（図 6 ※ 5）、将来的な

1）人 生 100 年社会の到来に向けた高齢者も活き活き

資源枯渇の問題や地球温暖化に対する大きな懸念が生と参加できる社会じつつある。また、化学物質や PM2.5などによる健康被2）少子化社会においても産業維持できる仕組み

害も低減する必要がある。
これら課題の複合的な影響と、新興国の経済力・技

3）エネルギー効率化、環境負荷低減による持続的社会術力の追い上げが進む中、先進国である日本が経済成

4）新たな産業創出による産業競争力のある経済成長

図5

世界のエネルギー消費量の推移

出所：平成 30 年度エネルギーに関する年次報告（エネルギー白書 2019）※ 4（エネルギー庁、2019）

図6

世界の CO2 排出量

出所：IPCC 第 5 次評価報告書（2014）、全国地球温暖化防止活動推進センターより※ 5※ 4 平成 30年度エネルギーに関する年次報告（エネルギー白書 2019）. エネルギー庁 . 2019.

		 https://www.enecho.meti.go.jp/about/whitepaper/2019html/2-2-1.html※ 5 ICPP 第 5次評価報告書 WG3特設ページ（IPCC, 2014）. 全国地球温暖化防止活動推進センター .

		 https://www.jccca.org/ipcc/ar5/wg3.html

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

1-1-2 将来像を構成する提供価値
上述した四つの将来像が実現されることで、「元気に年を取る」、「社会保障費負担の軽減」、「労働、生産性効率向上」、「新産業、新サービスの創出」等の価値が提供される（図 7）。

図7

将来像と提供価値大きな考え方としては、①医療技術の高度化や食の改

1 -2 解決・実現のための方法

善・運動継続などを技術的に推進することで高齢者や働き盛りの労働者の健康維持、②ロボット技術の高度化に上述した将来像を実現する方法としては、技術開発による高齢者の生活サポートや人間労働の代替、③人間

よる取り組み以外にも、様々な方法が考えられるが、技術や設備の情報（データ）などを収集・分析して生活や設を活用した場合の具体的な実現方法の例を図 8にまと備の適切な維持管理を行う（データ利活用）、が挙げら

めた。

れる。

図8

将来像実現の為の方法例

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて化する前の僅かな体の変調情報を取得することができれ次に、上述した四つの提供価値に対して、ここで示しば、適切な時期に処置することで健康状態が保たれつた実現方法①～③の関係について図 9に示した。
いずれの実現方法でも、元気に年を取る、社会保障費

つ、社会保障費の抑制にもつながる。工場等の設備など

負担の軽減、労働 ･ 生産性効率向上、新産業・新サーも、僅かな変調情報を早期に検知できれば大きな故障やビスの創出の四つの提供価値のいずれかに寄与できるこ

事故につながる前に設備をメンテナンスすることで生産効とが分かる。例えば、実現方法①では医療技術の高度率を保つことができる。また、工場だけでなくインフラなど化により高齢でも適切な治療により長寿を実現することが従来人手に頼っていた検査工程などもセンサなどで代替できる。また、高機能食品の開発や新たな運動機器の開できるようになれば、労働代替も促進される。

発により健康をより維持できるようになれば、社会保障費

なお、センサによるモニタリングは従来から行われていの抑制につながり、新たな食ビジネスやスポーツビジネス

ることであるが、僅かな変調等は現状のセンサではとらえの創出も期待できる。実現方法②では、新たなロボット産ることができないような信号が多く、またセンサにとって環業が創出されるうえ、ロボットによる労働代替や高齢者の境が過酷であるためにヒトに頼らざるを得ない場面がまだサポートにより、高齢化に対しても効果が期待できる。しまだ存在している。さらには、データは情報資産でもあり、かし、介護ロボットなどが医療機器化していくと、保険の近年の IT、IoT 社会においては情報がより大きな価値を適用範囲となり社会保障費の増大につながる可能性が生み出すようになってきているので、収集したデータはそある。

れらをうまく使いこなす、又はうまく組み合わせることで新これら二つの実現方法に対し、実現方法③では四つ

たなデータサービスビジネスを生み出す可能性が出てくの分野の項目において価値が提供できることがわかる。ヒる。このように、実現方法③（データを収集して有効に利トの生体情報などを収集することにより、健康維持・増進

活用）では、これら四つの全ての分野において社会課題のための適切な分析ができるようになる上、病気が重篤の解決と社会像が提供可能である。

図9

将来像における提供価値と実現方法①～③との関係性

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

図 10においては、実現方法③のデータを利活用して障や事故の発生を未然に防ぐことができるようになり、修社会課題の現状から実現したい将来像に導くための、そ復作業に要する労働力を削減することが可能になる。

れぞれの課題に対して必要とされるデータの例を関連付

環境に関しては、例えば発電システムの中の実温度をけて表した。人生 100 年社会に対応する元気に年を取より正確に把握できれば、部材の実用耐熱温度に近いレる、元気に働ける将来像を実現するためには僅かな体のベルでの高効率な発電ができるようになり、エネルギー効

変調信号を早期に検知し、重篤化する前に適切な処置率が大幅に向上する。

を行う判断ができるような社会環境を構築することが必要

また、インフルエンザや新型コロナ等のウイルスを微少である。また高齢者も活発に活動できるような環境を構築な量で検知できれば、対策を早期に講じることが可能になするためには自動運転などの高度化、例えば微小ジャイ

り、その結果ウイルス拡散を未然に防ぐことができるように

ロ信号による車の制御が必要になる。

なる。

産業における労働、生産性効率向上に対しては、例

以上のように、従来のセンサ技術では困難であったセン

えば従来は人が設備の維持管理目的で打音検査や直シングデータを取得することが、上記の社会課題を解決

接目視検査などを行っていた作業を、センサなどを取りする技術につながることが分かる。さらに、これまで取得

付けて収集した情報を解析することで、より効率的な維困難であった様々な種類の新たなデータ群と従来のデー持管理に変更できるようになる。これらの手法は、現在

タ群とを活用することで、Society5.0で提唱されていると入手可能なセンサ（ひずみゲージ、超音波探針、CMOS

おり、新たなサービスや新産業を創出できる可能性があ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）

る。センシング技術の拡張により各種の社会課題解決のセンサによる画像データ等）を活用すればすぐに実現でき一助を担うと共に、データ利活用による新産業創出によるるものもある。一方で、従来のセンサでは取得できないよ

我が国の産業競争力向上の寄与につながるものと考えらうな僅かな変調信号が取得できるようになれば、大きな故

れる。

図 10

社会課題の現状とデータ利活用による実現したい将来像イメージ

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けてAI 技術なども急激に発展している。

1-2-1 将来像実現のための手段

これらのデータ群のさらに外側には、現在の技術ではここで、Society5.0で提唱されているビッグデータの集取得できていない（又は取得は可能だが、IoT に資する合体について俯瞰する。図 11で示すとおり、ビッグデー

ほどのデータ量が収集できていない）モノのデータ群があタ群の中心には IT データ（PC やスマホ等から入力される。このデータ群が収集できれば、前述の社会課題を解る検索キーワードや SNS に入力される文字情報など、ヒ決すると同時に新たな産業を生み出す可能性が高い。

トが入力するデータ）が大きな位置を占めており、IT 企

これらの収集されたビッグデータ群において、1 種類の業を中心として膨大な情報が蓄積、利用されている。さらデータ数量が増えるほど（図 11 中の手段 1）、分析・解に、その周りにはセンサなどを介して収集されるIoT デー

析精度が大幅に向上しサービス等の質が向上してくる。

タ（モノのデータ）が存在している。この IoT データの例

また、複数種類のデータ群を組み合わせて解析すれば、としては、カーナビの GNSS から取得される運転履歴の更に広がった価値観のサービスを提供できる可能性が増データや機械設備等に設置したセンサから出力される振えてくる。さらに、データの種類を増やすほど（図 11 中の動などのデータ、スマホの CMOS センサで撮影されて IT

手段 2）データの組み合わせ数が増え、新サービスや新サービスで収集される画像データなどが挙げられる。特産業の創出確率が高くなる。したがって、Siciety5.0 のに近年ではスマホのカメラ機能とSNS サービス、監視カメ

高度化のために如何にして大量のデータを収集していく

ラの普及などにより画像データの収集量が膨大に増える

か、その手段がカギとなる。

傾向にあり、それに合わせて、画像認識や判別のための

図 11

将来像の実現に向けたデータ収集手段の概念図

出所：各 種技術情報を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2019）

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けてデータを増やす手段としては実データの取得以外にシ業を生み出すことができるものと考える。具体的な取得困

ミュレーション等で補完することが考えられるが、実データ

難の例としては、超微小量、過酷環境下、混合・広レンジ、については図 12のとおり取得可能及び取得困難なデー

難アクセス性などが挙げられ、それぞれ超高感度、環境

タ群に大別できる。この分類においては、①取得してい耐性、高選択性・ロバスト性（外乱に対して頑強であるこるが利用されていないデータ、②取得可能だが取得してと）、非接触・非破壊・リアルタイム等がセンサに求めらいないデータ、③取得困難なデータ、が存在し、これらのれる技術となる。

データを利活用することで、社会課題の解決と新たな産

図 12

大量データ収集に向けた取得可能及び取得困難データの課題

出所：各 種技術情報を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2019）

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けてて、米国 GE（General Electric Company）社が提供

1 -3 環境分析とベンチマーキング

している航空機の効率的運転マネジメントのソリューショ
ンビジネスが挙げられる。エンジン部分に各種の物理セン

IoTを活用した新たな産業やサービスを創出するため

サを搭載し、運転時の振動や圧力、歪、温度などのデーに、現在のセンサ技術を活用した企業活動や国のプロタを取得しながら動的な状態を解析し、効率的な運転のジェクトが既に進みつつある。例えば、富士通株式会社

ための情報を提供したり、燃費効率を最大化するためのでは活動の初期では企業における製造業務の効率化の設備運用設定の情報を提供したり、また、将来起こりそうために IoTを活用し、次に製品のサービスへ対象を広げな故障モードを僅かな異常振動データ等から推測し、適つつ、データ活用基盤をオープン化し、最終的に新たなビ

切なメンテナンスを行える運用管理情報を提供したりする

ジネスや製品を生み出すという段階的なステップを想定しことで、ユーザーの利益が最大化できるようなソリューショている※ 6。その際に重要になるのがデータの取り扱いでンビジネスを推進している※ 7。これらのビジネスは、センサあり、データ流通の促進、共通財産化等を図るためにいから取得できるデータを活用することで実現できるビジネ

くつかのデータビジネスに関する団体、プラットフォームがスであり、このようなビジネスは単なるコンサルティングによ

準備されつつある。また、これらの IoTシステムに使われる利益だけでなく、エネルギーマネジメントの効率化によるるセンサの多くは MEMS 技術の進展により実現されていCO 2 排出量削減への効果も期待できる。

る。MEMS は小型であり、微小な機械的信号を検出す

このように、現在進みつつあるIoTビジネスは、主に容ることができるため、圧力センサや加速度センサなどの用易に入手が可能な物理センサを活用することを基盤とす途が多い。一方、化学センサのいくつかは実用化されてるものであり、現時点でほかにも様々な種類のセンサが存いるものの、検出原理の点で高感度化や再現性、長期在することから、今後もSociety5.0の実現に向かって様々信頼性などに課題が多く、今後の研究開発が期待されてなセンサのデータを組み合わせたサービスビジネスが台頭いる分野である。

してくるものと思われる。

また、データを用いたソリューションビジネスの一例とし※6

須賀高明 . センサーからIoTプラットフォームまで 富士通の IoT おける取り組みの全貌 . KnowledgeIntegration in Action. 2017 Summer, PART3-5, 株式会社インプレス . 2017.

※7ジェームズ・ウィトマイヤ . GE アビエーションのデジタル・ソリューション . GE Aviation. U.S.A, 2016.

https://www.fujitsu.com/jp/documents/services/knowledge-integration/knowledge_integration_2017summer.pdf
https://www.ge.com/jp/sites/www.ge.com.jp/files/A-4_James-Witemyre_JP_FINAL.pdf

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて化することを想定した補助事業であり、主なセンサ開発の1-3-1 IoT センシング技術分野の政策動向

プロジェクト総額は約 40 億円 / 年である。さらに各国で各国におけるセンサに関連した研究開発の投資動向

独自の研究開発プロジェクトも動いている。目立つところでと、既存センサを活用した民間企業におけるIoT サービ

は英国、ドイツ、フランスで、それぞれ数億円程度の投資

スへの取り組みの一例を図 13に示す。

が行われている※ 9。

米国では具体的なセンサを明示して開発する国のプ

中国では国が莫大な研究開発投資を行っているが、セロジェクトは少ないようであるが、大きな捉え方として、センサ開発につながるようなプロジェクトは見当たらなかっンサの研究開発に最も必要な技術の一つはナノテクノロ

た。IoT に関する研究開発投資は、スマートシティの安全ジーであるとされていることを反映して、NNI（National

保障やサイバーセキュリティなどへの投資が多い模様でNanotechnology Initiative）が「センサのためのナノある。

テク」という課題でおよそ 60 億円 / 年相当（詳細な金額

韓国は、K-ICT 戦略の中で「IoT センサ発展計画のは明示されていないため、5 課題の総額を均等割りした策定」と言う項目が掲げられているものの具体的な開発金額）の研究開発投資が行われているようである※ 8。

テーマは不明である。IoT セキュリティセンター創設と併せて、約 2 億円（2015 年）となっており、具体的センサ開

欧州では Horizon2020の中で具体的なセンサ開発の発の事例は少ないのではないかと思われる※ 10。

テーマが複数取り上げられている。これらは企業が実用

図 13 センサ研究開発投資に関する米・欧・中・韓の政府動向と企業の動き
出所：海 外の政策動向資料情報 ※ 8  9  10  11 を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2019）※8

National Nanotechnology Initiative Strategic Plan. National Science and Technology Council Committee on Technology. U.S.A, 2016.

※9

HORIZON 2020. European Commission. 2014.

https://www.nano.gov/sites/default/files/pub_resource/2016-nni-strategic-plan.pdf

https://ec.europa.eu/programmes/horizon2020/sites/horizon2020/files/281113_Horizon%202020%20standard%20presentation.pdf※10 K-ICT 戦略 . 韓国未来創造科学部（※現科学技術情報通信部）. 2015.

13

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

図 14に、世界（特に欧米）のセンサ開発における取り本でも提唱されている「Trillion Sensors」があり、1 兆

組み動向を示す。

個を超えるセンサを世界中にばらまいてありとあらゆるIoT

注目すべきは米国の動向である。2016 年の世界経済データを取得していくというものである。その実現の為にフォーラム（ダボス会議）において取りあげられた IoNT

はセンサの低コスト化と小型化、並びにデータやり取りの（Internet of Nano-Things）を 2010 年 に 初 め て 提ための通信技術と自立電源との集積化（全体を小型化）唱したジョージア工科大学の研究グループをはじめ、近が重要な研究課題となる。特に IoNT の構想では、極め

年ではカリフォルニア工科大学バークレー校においてもて小型化されたセンサを体内に埋め込むことによって、生「Neural Dust 若しくは Smart Dust」という超小型デ体情報をより正確に把握していこうという「人間 IoT」のよ

バイスに関する研究を本格化させている※ 11。
「Neural

うな考え方に取り組み、そのために必要な「小型化」がDust 若しくは Smart Dust」に近いコンセプトとしては日研究の中心になっていると思われる。

図 14

各国のセンサ開発動向

出所：各 種公開情報を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2019）※11 Moore, Elizabeth A. "Berkeley scientists have 'smart dust' on the brain". CNET. 2013.
https://www.cnet.com/news/berkeley-scientists-have-smart-dust-on-the-brain/

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて欧州における研究の基本的な考え方は“More thanthat batch-manufactured sensing systems

Moore”に近く、センサの多 機 能 化を目指した研 究 がbased on sub-mm3 dimensions will be a desired

多い。例えば、一つのセンサプローブに複数の異なるセor required attribute for IoT sensors of the

ンサチップを搭載することで同時に様々なデータを取得

future.

するような研究が学会（Eurosensor 等）で発表されて・以 下五つのターゲットを設定し、研究開発事業を展開しいる。また、センシング対 象としては農 業 IoT（ 例えばている。

農業大国であるオランダ）や工業 IoT（例えばドイツは

1）Ultra-Lower Power Event-Driven Sensors

Industrie4.0 ※ 12 提唱の元、IoTを製造現場革命の一つ

2）Energy Extraction from Ambient Sources

として取れている模様）への志向が強いようである。

3）Low-Power Signal Processing4）Low-Power Communication linkages

アジア地域では、上述の米国の政策に呼応する形で、

5）S ystems Integration, Extreme Miniaturization,

シンガポールの A*STAR（The Agency for Science,

Advanced Heterogeneous Integration

Technology and Research） が、「Pｉco-IoT for
Smart Nation ※ 13」と称して、センサの小型化によってなお、日本におけるセンサ関連の取り組み例をいくつか

消費電力を極限まで小さくする研究開発を推進するプロ挙げると、科学技術振興機構（JST）の産学共創プラット

グラムを開始している。

フォーム共同研究推進プログラム（OPERA）においては〈参考：Pico-IoT の概要〉

「マルチモーダルセンシング共創コンソーシアム」が 2018

・C urrent IoT sensors are limited by both their

年度から推進されている※ 14。さらには、戦略的イノベー

size and power.

ション創造プログラム（SIP）の「フィジカル空間デジタル

・P i c o - I o T a r e s e n s i n g , c o m p u t i n g , a n d

データ処理基盤」におけるサブテーマの「超低消費電力

communication devices and systems that

IoT チップ・革新的センサ技術」などが挙げられる※ 15。

consume very low power (10 -12 - 10 -9 W) andNEDO においては、本 Foresight に記載している調査

occupy minimal volume. While small size is

結果をベースとして2019 年度から「IoT 社会実現のため

also of importance, it should be understoodの革新的センシング技術開発」を推進している※ 16。

※12 https://www.its-owl.de/fileadmin/PDF/News/2014-01-14-Industrie_4.0-Smart_Manufacturing_for_the_Future_German_Trade_Invest.pdf※13 当時の A*STARウェブサイト情報よりhttps://www.a-star.edu.sg/※14 https://opera.tut.ac.jp/※15 https://www8.cao.go.jp/cstp/gaiyo/sip/keikaku2/2_physical.pdf※16 https://www.nedo.go.jp/activities/ZZJP_100151.html

15

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて2022 年で 4 割近くに上昇しており、その後の伸びは IoT

1-3-2 IoT センシング技術分野の市場動向

市場に牽引されてセンサの市場が大きく伸びていくものと推測される。

図 15は、世界のセンサ市場規模の年推移予測の結果である。2022 年までのデータは富士キメラ総研の公表

一方、IoT/CPS（Cyber Physical System）の市場

値 ※ 17 であり、それ以降は NEDO 技術戦略研究センター

全体に目を向けると、システム（ハードウェア）からソフトウェにてロジスティック曲線により推定した。また、IoT 用センアの販売ビジネス、データを活用したサービス、ソリュー

サについては、ZION Market research 社の 2022 年

ションビジネス等へ市場がより大きく広がり、2030 年にはまでの予測値 ※ 18を元に算出した。その結果、センサ市

約 400 兆円の巨大な市場（2017 年の約 2 倍）が形成さ場については 2022 年で約 7.7 兆円、2030 年で約 12 兆れると見込まれており※ 19、今後の産業競争力向上のため円の市場が見込まれることが分かった。特に IoT 用センにはサービスまで見据えた技術開発戦略を考えることがサは 2016 年時点ではセンサ全体の約 1 割程度であるが必要であろう。

図 15

世界のセンサ市場規模年推移予測

出所：各 種情報 ※ 17  18 を基に NEDO 技術戦略研究センターにて作成（2019）※17 2019センサーデバイス／ビッグデータ・IoT 市場調査総覧 . 富士キメラ総研 . 2019.

※18 寺尾 淳 . 嗅覚 IoT センサーで何が実現する ? “ センサー王国 ” 日本の「最後のフロンティア」. ビジネス＋ IT. 2019-03-04.
https://www.sbbit.jp/article/cont1/36109※19 朴尚洙 「2017年は.
IoT 元年」、2030年の世界市場規模は 404兆円に倍増へ . MONOist. 2017-12-20.
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1712/20/news041.html

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技術戦略研究センターレポート

次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

次に、IoT 分野において、「IoT 全体（ハード～サービ

一方で、ハードの中の「センサ（非 IoT センサも含む）」

スまで全体を含む）」「IoT ハード（IoT センサ搭載システに注目すると、日本のシェアは 37％と極めて大きい（ 図ム）」「IoT サービス」に分類した場合の日本の現状のシェ

17 ※ 17 22）。IoTシステムの開発には「設計技術力」の要

アを図 16 ※ 20 21 に示す。IoT 全体では日本は世界の 9％

素が大きいのに対しセンサの開発には「設計技術力」にのシェアを有しており、ハードは 10％、サービスは 8％となっ加えて「材料技術や高度なプロセス技術」が重要な要素ており、ハード分野においてやや高めのシェアを有してになるため、日本が強いのではないかと考えられる。

いる。

図 16

IoT（全体、ハード、サービス）市場における日本のシェア（2017年）

出所：各 種情報 ※ 20  21 を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2019）

図 17 センサの日本シェア（2017 年）

出所：各 種資料 ※ 17  22 を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2019）※20 Worldwide Internet of Things Spending Guide. IDC. 2019.

※21 IDC Japan、国内 IoT 市場のテクノロジー別予測を発表 . 日本経済新聞 . 2018-09-12.
https://www.nikkei.com/article/DGXLRSP490267_S8A910C1000000/※22 センサ ･グローバル状況調査センサ世界出荷実績（2016･2017年）の発表 . JEITA. 2018.
https://www.jeita.or.jp/japanese/stat/sensor/pdf/181211.pdf

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技術戦略研究センターレポート

次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

表 1は日本の代表的なセンサメーカーと製造販売しているセンサの例である。大手電子部品メーカーは表に記載されたセンサだけでなく、様々なセンサを手がけている場合が多い。例えば、MEMS 技術を有しているメーカーは
加速度センサだけでなく、圧力センサ、傾斜センサ、音響
センサ（マイク）、ジャイロセンサなども手掛けているなどの例がある。他方で、中小のメーカーは得意な技術分野を活かした 1 種類のセンサを大量生産、あるいはニッチなセンサを小規模ではあるが極めて高いシェアで生産している場合も多く、本表に示した以外にも多くのメーカーが存在している。

表 1 日本の代表的なセンサメーカーと製造販売しているセンサの例
日本メーカー

センサの例

ソニー

CMOS イメージャ等

TDK

磁気、MEMS センサ等

オムロン

加速度センサ、圧力センサ等

村田製作所

焦電、MEMS センサ等

アルプスアルパイン

湿度、MEMS センサ等

日本電産

圧力センサ等チノー

温度センサ等

旭化成エレクトロニクス

磁気（Hall）センサ等

ローム

オペアンプ（低ノイズ）等

出所：各種情報よりNEDO 技術戦略研究センター作成（2019）

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて（1）特許分析1-3-3 センシング技術の動向

図 18、図 19はそれぞれ、「高 S/N 比」「低ノイズ化」に関係する特許について 2010 ～ 2015 年の国別シェア

技術動向を調べる目安として、特許出願及び論文発表の動向（特に国別）について調査を行った。センサ、セ及び出願件数上位機関の分析結果である。

ンシングに関わる技術範囲は極めて広いため、今回は将「高 S/N 比」については、日本のシェアが 36％と非常来的な研究開発の方向になり得る図 10中の「取得困難」に高く、出願件数上位機関にも、日本企業が 9 社ランクイ

な IoT データを取得するセンシングに限定して調査を行っンしている。
「低ノイズ化」については中国企業が約半数た。具体的には、取得困難なセンシングデータの信頼性のシェアを有しているが日本も米国とほぼ同じ17％のシェを担保するために必須な基盤技術と考えられる「高 S/Nアを有しており、出願件数上位機関には 6 社がランクイン

比」「低ノイズ化」及び、「取得困難」の例として、超微している。これらのことから、センサ分野においては、日本

小量、過酷環境、広レンジ、混合系を取り上げた。

企業が強みを持っているといえる。

図 18 「高 S/N 比」特許各国シェアと件数上位機関 TOP10

出所：D erwent InnovationTM の検索結果を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2017）

図 19 「低ノイズ化」特許各国シェアと件数上位機関 TOP10

出所：D erwent InnovationTM の検索結果を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2017）

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

図 20 ※ 23 は、特許庁の機動的ミクロ調査「取得困難セ

かる。また、2013 年以降、米国、欧州の出願が減少傾ンシングに係るセンサ技術」より抜粋した取得困難センシ

向にあるのに対して日本の出願は比較的件数を維持してングに関わる各国の出願動向調査結果である。
「取得困

おり、困難なセンシング対象に対して新たな技術が継続難」の具体的な例として超微小量、過酷環境、広レンジ、的に開発され市場投入され続けていることが伺える。な

混合系に関わるものが調査の対象となっている。本調査

お、2017 年のデータについては未公開特許が残されて結果では、中国による出願が顕著に増えていることが分いるため参考値とする。

図 20 「取得困難」センシングの各国出願動向

出所：機 動的ミクロ調査「取得困難センシングに係るセンサ技術」（特許庁、2020）※23 ニーズ即応型技術動向調査 取得困難センシングに係るセンサ技術（令和元年度機動的ミクロ調査）. 特許庁 . 2020.

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技術戦略研究センターレポート

次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて（2）論文分析

1 位になっている。米国も少しずつではあるが増加傾向を

図 21、図 22はそれぞれ、「高 S/N 比」「低ノイズ化」

示している。一方で、日本はいずれの分野でも論文シェアに関係する論文の国別シェア及び論文件数年推移の結は 10％以下であり、センサの市場シェア、特許出願シェア果である。いずれの技術分野においても米・中の論文シェは高いにもかかわらず論文件数が少ない傾向にあり、企アが大きい。中国は 2007 年頃から急激に発表件数が伸業を中心により市場に近いところでの技術開発が行われ

び始め、それぞれ 2012 年及び 2015 年に米国を抜いてているものと考えられる。

図 21 「高 S/N 比」論文各国シェアと件数年推移

出所：W eb of science TM での検索結果を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2017）

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

図 22 「低ノイズ化」論文各国シェアと件数年推移

出所：W eb of science TM の検索結果を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2017）

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて（3）標準化動向

れのレイヤーをつなげるための標準化の動きは世界にお①主な世界の標準化の取り組み動向

いて活発である。

センシングの技術は多種多様なため、センサなどを含む

表 2 ※ 24 で示すように、P2P 接続可能な家電やモバイル

ハード面での標準化の大きな動きは少ないが、センサを搭

デバイス間の通信プロトコルに関する規格等の標準化を載した IoTシステムやアプリケーション、サービスのそれぞ

狙い、多数の団体が乱立している。

表2

世界の IoT 関連の標準化動向

分野
標準化団体
Plathome名称

one M2M

Thread Group
HomeKit
業界団体（スマートホーム）⇒デファクト狙いOpen Interconnect

Consortium（OIC）

AllSeen Alliance

業界団体（産業分野）

Industrial Internet
Consortium（IIC）

提案者 /メンバー

概要

IBM, AT&T, Cisco 等

オープン規格。多様な IoT/M2M（Machine to200社～

世界の主要 7 標準化団体の共同プロジェクト。
Machine）アプリケーションをサポートする共通のサービスレイヤの標準化。

Google（Nest Labs） ホームオートメーション向け IPv6ベースのメッ
等 800 社～

シュ・ネットワーク・プロトコル（通信規格）

Apple、IBM 等
Intel 等 100 社～（ ＋ UPnP メン バ ー 一部）

iOS デバイスから家 電 機 器をコントロール。

（IBM はビッグデータ解析を行う。）

多様な OS 間で IoT/M2Mデバイスの相互互換、

セキュリティのオープンソースプロトコル。オ

フィス、車、ヘルスケア等へも拡大。UPnP を吸収合併（2015/11）

家電機器相互接続のためのオープンソース IoT

Qualcomm,

Panasonic 等 185 社～
GE, AT&T, Sisco,Intel 等 140 社～

フレームワーク「AllJoyn」。OCF（オープンソー
ス IoTivity）と合併（2016/11）。デファクト化
狙い。

産業分野におけるIndustrial Internet の普及。

オープン技術を用いた共通アークテクチャ。

出所：各種資料 ※ 24 を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2017）※24 例えば、八山浩司 . 米国における IoT（モノのインターネット）に関する取り組みの現状 . ニューヨークだより, 情報処理推進機構 . 2015-08. 等
https://www.ipa.go.jp/files/000047543.pdf

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて②日本の主な動向
日本は IoT 全体を網羅する官主導のコンソーシアムに
約 2,000 社の企業が参画している。一方、インターフェー
ス、セキュリティ、センサプラットフォーム等の個 別 技 術
ごとに企業が中心となったコンソーシアムが複数存在する。特に官主導のコンソーシアムでは米独と連携している（表 3）。

表 3 日本の IoT 関連の標準化の動向
分野

名称

提案者

日 米ド イツ で のIoT 推進総務省、経産省、企業

IoT 標準化

コンソーシアム

アプリ開発のデバイス WebAPI

インターフェース

コンソーシアム

概要

2,000 社～

官主導で米独の推進団体に加わる形で相互運用し、通信規格などの国際標準化に参画。IIC
等 2 団体と提携。

NTTドコモ、ソフトバン

ク等 27 社

複数のウェアラブル機器や IoT 機器を一元的に操作するアプリ開発を容易にするインター

フェース技術「GotAPI」の普及活動や機能検討。国際的標準化団体に対する提案活動。

IC チップ内のセキュリティ秘匿領域に電子証明
IoT デバイス製造

時 で の セ キュリ

ティ標準書を格納し、標準技術である公開鍵認証基盤

IoT セキュリティ

ガイドライン（社団）セキュア IoTプ
ラットフォーム協議会

を用いて、IoT 機器を全世界で識別し、高度な暗号化によるプライバシーとデータ通信の保護を実現する、IoT システムのセキュリティ標準の策定、整備活動。ISO、IEC（いずれも国際標準機構）に提案。

センサ

プラットフォーム

M2.COMADVANTEC、ARM、日本 TI 等

小型モジュールなど。オープン規格

出所：各種資料 ※ 24 を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2017）102

IoT 機器のリモート管理やモニタリングを可能にする無線接続機能と演算処理機能を備えた

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて発なので、欧州内の企業をユーザーとして見据えた研究

1-3-4 ベンチマーキングまとめ開発を推進しているものと考えられる。

上記の環境分析を基に、日・米・欧・中ごとのセンサ

中国はセンサに対する政策的支援やプレーヤーは少な

及び IoT サービスにおける競争力、強みと弱み、政策支

いようであるが、国内だけで巨大な市場（人口の多さ）が援等に関して以下にまとめる。

形成されるので、センサを自前で開発しなくともスマートフォン等に搭載したセンサから大量のデータを入手できる環

米国は、特許や論文のシェアの高さ、政策的な投資規境にあり、データビジネスにおける脅威になり得る。

模の面から、センサ技術、IoTシステム技術が強いといえる。特に IT サービスにおける優位性を活かして、IoTも日本はセンサの技術において特許、市場シェア並びに

うまく取り込んでビッグデータ群の市場を更に拡大してい多数のプレーヤーが存在することから、高い競争力を有こうという流れにあると思われる。例えば、ネット通販事業しているといえる。特にセンサの技術は設計力だけでなくにおいては、今後は物流 IoTとの相乗効果によるサービ

材料技術やプロセス技術も要素技術としての大きな位置

ス拡大や宅配の効率化など、応用範囲は極めて広いといを占めているので、日本がその強みを活かして今後もリーえる。

ドしていくべき技術分野であろう。一方で、IoTシステム

欧 州 は、ニッチなセンサは 公 的 研 究 機 関（ドイツ：の作り込みは相対的に弱く、センサデバイスの開発だけでfraunforfer、オランダ：MESA+ 等）が中小のセンサ企

終わってしまうと、IoTシステム化、サービスビジネスの巨業の開発を支援している構図である。特に IoT サービス

大な市場を欧米に取られてしまう懸念がある。従って、セとして産業 IoT への志向が強く感じとられ、多機能化やンサ技術の強みをどのようにしてシステム化、サービス化

高性能化を目指した小～中規模生産のセンサ開発を志向につなげていくかを考えながら技術開発を進めていく必

している様である。逆に言えば、目的が明確なセンサ開

要がある。

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技術戦略研究センターレポート

次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

2 解決・実現手段の候補を検知することが可能となる。

2 -1 解決・実現に向けた課題

をすることによるエネルギーロスや設備劣化が生じている。

章

また、微小量以外の観点においても、高温プロセスにおいて、実温度が計測できないことにより、裕度を残した運転ほかにも、食品乾燥工程等での水分計測や管内気液混合
流体の状態ができないことによるエネルギーロスや異常時の対応遅れなども生じている。

1 章で述べたように、IoT データを利活用し、社会課題を解決するためには、既存の取得可能データの量を増やす

このように各システムの技術課題をみていくと、超微小だけでなく、従来、取得困難であったデータを取得可能と量、過酷環境、混合・広レンジ、難アクセス性に代表されすることによりデータの種類を増やすことが重要である。

るような理由によって現状の技術では取得困難なデータを取得し利活用することが社会課題の解決に必要である

いくつかの具体例について説明すると、例えば、自動運といえる。

転車を普及させるためには、GNSSシステムが必須であるが、現在の GNSSシステムに組み込まれているジャイロセン

2 -2 分析等から得られた
具体的実現手段の候補

サは、依然として精度が不足していると言われている。ジャイロセンサのスペックは deg/hという単位で表現され、現在普及しているジャイロセンサの精度はおおよそ10deg/h（1時間あたり10°の回転を検出可能）程度であるが、この精

IoT データを利活用し、各種の社会課題解決を実現す

度では車体の緩やかなカーブを検出することができず、トンるためには、IoT データの数量自体を増加させていくことがネル内やビルの間等で GNSS 電波が途切れた際のシステ

データ分析、予測等の精度向上につながり、またデータをう

ムサポートが出来ない。そのほかにも、ヘルスケア分野におまく利活用した産業が創出される可能性が高くなる。
ベンチマークで得られた体系整理を基に、IoT データ数

いては、もしpptオーダーや nmol/L 程度のバイオマーカー

量を増やす手段の候補を、表 4に提示する。

の検出が出来れば、尿や血液等からガンや心疾患の予兆
表4

IoT データ数量を増やす手段の候補
IoT データ数を取組内容増加させる手段手段 1：既存データ
数量自体を増やす技術

Trillion Sensor により既存データ量を増やす
シミュレーション／ AI 等を活用し取得困難

既存

データを補完する

手段 2：データの種類を増やす

高価な測定器で取得困難データをたくさん取得する（利用頻度を上げてコストを下げる）

新たな低コストセンシング技術により取得困
難データを取得する

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新規

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

図 11で示したとおり、データ数量を増やすための手段と一つ目として、「シミュレーションやＡＩを活用し、取得困しては、既存のデータ群をより一層増やす（手段 1）とこれ難データを補完する」手段である。これらによって得られまでに取得されていなかったデータ群の中から新たにデーるデータは厳密には実データではないが、ＩoＴデータのタを取得して種類を増やす（手段 2）に大きく分けられる。

一種類として他の既存 IoT データと組み合わせれば様々

既存データ群をさらに増やす手段としては、取得したい、あなサービス、ビジネスが展開できる。現時点でも、気象予るいは取得できるデータが存在するところにセンサを配置し測データなどはスパコンによるシミュレーションデータではあていく、つまり大量のセンサをばら撒いて様々な場所からのるが、様々なサービスに利用されている。気象予測以外

データを取得していく「Trillion Sensor」の手法が挙げらにも展開する事で、データの種類を増やすことができる。

れる。これは米国だけでなく、日本でもその構想が提唱さ二つ目として、「高価な測定器で取得困難データをたくれており、ばら撒いたセンサからどのようにしてデータを取さん取得する」手段であり、例えば、ヒトの生体情報を高り出すか（通信）、センサを動作させるための電源をどう額な医療機器（MRI、脳波計、血液検査装置等）で取確保するか（自立電源）なども実現の為の課題として捉え得は出来ているものの、取得にかかるコストが極めて高られている。

い点からIoT データとして大量収取することが難しい。そ

もう一つの手段として、取得困難なデータ群を取得し、れでも、例えばそのデータ利用頻度が高くなれば、（デー

データの種類を増やすという手法がある。これは、図 11

タ取得コスト/ データ利用頻度）でみると低コスト化が可におけるビッグデータの最外周にあるデータ群の領域であ能になり得る。その他、気象衛星に搭載されるようなセンり、現時点の技術では IoT 用途に資するほどの大量のサも同様である。センサ自体が高額な機器であることに加データが取得できていない、あるいは取得する手段自体

え、衛星打ち上げコストも含めると極めて高コストではあがまだ確立できていないので、現在の IoT 社会ではまだるが、データは日々送信され、かつ広範囲にデータが利用データとして存在していない。これらの領域のデータ群はされるので、結果としてデータ数量が大量でかつデータコ

ニーズが高いが取得することができていなかったデータ

ストが安くなる。

群である。例えば、社会課題の項目の中では、人生 100

三つ目として、「新たな低コストなセンシング技術により年社会を実現するためのヒトの僅かな体調変化情報や、取得困難データを取得する」手段がある。これは、大量労働環境における職人が経験と勘、微妙な音の変化や生産が可能なセンサデバイスのレベルで従来取得が困難

触覚で判断しているような僅かな設備変動状況などは、であった領域のデータをセンシングするということであり、IoT で取得できるようになれば将来像に一段と近づけるこ極めて挑戦的な手法である。

とが可能になる。このような現在取得が難しいデータを取得していくための手段としては複数考えられる。

27

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けてるmV、100 deg/h、ppmといった信号領域と比較すると

2 -3 技術開発の方向性

1/1000未満の強度の信号領域であるが、この領域は測定するための時間がかかる、あるいはコストが高いため、現図 23には微小量センシングの観点において、検出対象

時点は社会実装が限定的になっている。つまり、この領域となる物理量・化学量の大きさとコストの関係を示した。まはセンサシステムとしてはまだ手つかずの市場（ブルーオー

た、図 24には、取得困難さについて現状と目標値についてシャン）になっているため、挑戦的ではあるが市場開拓して定量的、定性的な視点でそれぞれまとめた。図 23で課題

いく余地がある。

とされている物理・化学量は現行の IoTセンサで検出でき（測定容易）

図 23

検出対象となる物理・化学量の大きさとコストの関係のイメージ

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

図 24

取得困難データ群の現状から将来像実現の為の目標値の例

出所：ベンチマーキング分析の検索結果を基に NEDO 技術戦略研究センター作成（2019）

米国の IoT（特に IoNT）研究開発動向を見ると（図低コストな新センサを開発することにより、これまで取得困

14）、ヘルスケアに関連するヒトからのデータ収集が今後大難であったデータを取得することで1 章で挙げた以下の将

きなビジネス展開に広がる可能性を伺わせる。特に生体か来像の実現に貢献できるものと考える。
1）人 生 100 年社会の到来に向けた高齢者も活き活きとら発する超微小信号は健康長寿に向けた人生 100 年社会参加できる社会を構築するうえで重要なデータとなり得る。また、高齢者がアクティブに活動できる社会を構築するには、移動体の高2）少子化社会においても産業維持できる仕組み

度な制御による自動運転により自分で運転する必要なく外

3）エネルギー効率化、環境負荷低減による持続的社会出の機会が増やせるような環境を作ることが必要であり、そ

4）新たな産業創出による産業競争力のある経済成長のためには航空機の巡航制御並のジャイロセンシング（超微小角速度）を低コストセンサで自動車に搭載できるような開発が必要である。

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次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて

3 おわりに章

これらの技術開発を進めることにより、図 25のような市場拡大が期待できる。逆に、今技術開発を行わなければ、センシング以外の技術による市場拡大効果しか見込
めず、人生 100 年社会の将来像を実現することも困難に
なる。

図 25

超微小量取得技術開発による市場創出効果

出所：第 5 期科学技術基本計画に基づき NEDO 技術戦略研究センター作成（2017）

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技術戦略研究センターレポート

次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けてこのようなセンシング技術開発の中核になるのは、図 26

がって、ナノテク・材料基盤技術を高度に活用し、様々なで示すようなナノテク・材料基盤技術である。これらの基種類のセンシング技術を実現していくことで、新たな IoT

盤技術は、センシングにまつわる技術分野の MEMS、ス

システムとそれを活用したデータサービスを創出していくこ

ピントロニクス、プラズモニクス、有機半導体材料、カーとが望まれる。

ボン等の新材料、ナノワイヤ技術などを下支えする。した図 26 ナノテク・材料基盤技術から超微小量センシング IoT システムへの波及

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技術戦略研究センターレポート

次世代の IoT 社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けてさらに、図 27のように、「超微小量」だけでなく、微小上述したような従来技術では取得困難なデータを低コではないが周囲の環境要因や測定対象物の状態によりストで大量に取得できるような技術開発を推進すること信号を得ることができないようなデータにも社会的なニーで、更に多くの新 IoTシステムとそれらを複数組み合わズが高いものが多数存在する。例を挙げると、測定の環せて活用したデータサービスを創出し、今後の IoT 社会

境が過酷なためセンサとして機能する材料がないようなをさらに発展させることに貢献出来得る。このような考え状況で取得したいデータ（「過酷環境」）、あるいは測定のもと、NEDO においては、健康寿命の延伸、移動弱者

対象がセンシングに対して過酷な状態、例えば、呼気やの解消、インフラ管理の高度化、スマート保安の実現な体液のように混合系からなっていたり、匂いのように非常

ど、様々な社会課題の解決と新たな価値創造を実現するに広レンジなデータ（「混合・広レンジ」）、さらには管内ために「IoT 社会実現のための革新的センシング技術開流体のように測定対象物への接触が困難なデータ（「難発」事業を推進している。

アクセス性」）等である（図 12）。

図 27

取得困難センシングによるIoT 社会の将来像

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技術戦略研究センターレポート

Vol. 102
次世代のIoT社会に向けたナノテクノロジー・材料分野の技術戦略策定に向けて2021 年 1 月 4 日 発行

TSC Foresight Vol.102

ナノテクノロジー・材料分野 作成メンバー

国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構
技術戦略研究センター（ TSC）

■ センター長

岸本喜久雄■ センター次長

西村秀隆■ ナノテクノロジー・材料ユニット
・ユニット長

藤本

辰雄

・研究員

井関

隆之

松下

智子

小野

雄平

川合

知二

大阪大学産業科学研究所
東京都市大学特別教授

北岡康夫

大阪大学共創機構イノベーション戦略部門／
大学院工学研究科附属フューチャーイノベーションセンター
機構長補佐・部門長／教授

井上貴仁

国立研究開発法人産業総合研究所
材料・化学領域研究戦略部イノベーションコーディネータ

三島良直

国立研究開発法人日本医療研究開発機構理事長

・フェロー（2019年 9 月まで）

● 本書に関する問い合わせ先

電話 044-520-5150（技術戦略研究センター）● 本書は以下URL よりダウンロードできます。

https://www.nedo.go.jp/library/foresight.html
本資料は技術戦略研究センターの解釈によるものです。
掲載されているコンテンツの無断複製、転送、改変、修正、追加などの行為を禁止します。
引用を行う際は、必ず出典を明記願います。

招へい教授、