知っておきたいキーワード
Keywords you should know.

第 93 回

アンビエントデバイス

前 中 一 介††兵庫県立大学 大学院 工学研究科"Ambient Devices" by Kazusuke Maenaka (Graduate School of Engineering, University of Hyogo, Hyogo)
キーワード：アンビエントデバイス，アンビエントセンサ，アクチュエータ，ユビキタスネットワーク，MEMS，生体信号モニタリング

アンビエントデバイスの概念を表示させれば確認できるわけです

るわけではなく，例えば上で述べた株が，このボールは格段に直感的で印象価や，遠隔地の情報，また 1 次情報で最近，アンビエントデバイス，アン的で，さらに人間的なファジィさをとなく情報圧縮や抽出された 2 次情報なビエントネットワーク，アンビエントもなって情報提示をしてくれます．こど広範囲で多岐にわたります．ですか社会，などという言葉を耳にすることのようにアンビエントデバイスとは，ら，情報ネットワークの発展が大前提があります．Ambient（ 環境の）デバ

ことさら自分が出力装置です，とか入になっているとも言えます．すなわち，イス，ネットワーク，社会…？ 少し力装置です，とかを主張することなし

いつでもどこでも誰にでも使えるネッ

前 に 生 ま れ た ， ユ ビ キ タ スに，周囲の環境に溶け込みながら沢山トワーク，いわゆるユビキタスネット（Ubiquitous）何々と同じほど，よくの情報を自然とやりとりする装置であ

ワークの上にアンビエントデバイスが意味のわからない言葉かもしれませる，ということができます．貴重な情存在する，ということが言えそうです．

ん．アンビエントデバイスという言葉

報は必ずしも自分の周辺だけで完結すが使われ始めたのは，米国 AmbientDevices 社が発売したアンビエントオーブという機器（図 1）がきっかけであったように思います．この機器は，一見単にソフトボール大の照明器具なのですが，設定によって例えば注目している株価が上がった，下がった，というような情報をネットワークから受信し，その状態に応じて発光色を変化

株価が下がると…
光る色が変わる！
無線
データ送信

させます．このボールを机の隅に置いておけば，ふわっとした環境の変化で大切な持ち株の株価変化を知ることがさまざまなデータが飛び交うインターネット株価等，データサーバできる，というわけです．株価の変化でしたら，パソコンを立ち上げて株価

図 1 アンビエントオーブ：一見するとボール形状の普通のライトのページをブラウズして数値やグラフ

http://www.ambientdevices.com/about/about-the-company

映像情報メディア学会誌 Vol. 67, No. 10, pp. 893 〜 896（2013）（61） 893

知っておきたいキーワード

情報提示装置としてのアンビ
エントデバイス例の，家庭内電力消費量を発光色で提示

は人への情報提供を多彩に，あるいはする機能が付いた時計，気候や渋滞状

ディスプレイ上の数値ではなく直感的

況，株価などを数値ではなくアナログかつ無意識的に行うことを目的に開発

それとなく情報の提示装置を仕込メータで提示する装置，さらにはチャされたもので，多種類の情報を，よりむ，ということでは，例えば目覚ましットのような通信で相手が通信可能に身近に提示するハードウェアを目指し時計に天気予報データを提示するもの

なったことを人形の動きで表すようなています．

やベースボールの結果を提示するも製品なども開発されています．これら

情報取得装置としてのアンビエントデバイス例

ありましたのは，編集担当者がおそら

柔らかい素材上にできるだけ小型にまくこのシステムを意識されたのではな

とめたハードウェアを搭載しています．

いかと思われますので）．それとなく多実際，この程度の大きさですと，貼りアンビエントデバイスは必ずしも人数のデータを取得する，これを意識し付けてしばらくするとその存在を忘れへの情報提供を行うものだけでなく，て，筆者らは絆創膏に注目しました．てしまいます．このシステムは，心電情報を取得するデバイス（センサ）も含体に貼り付ける，という恣意的な行動

図，体表温，気圧（高度），気温，湿度，みます．多少我田引水的ですが，ここも必要ですが，一旦貼り付けてしまえ運動を同時に検出し，無線でその情報では筆者らが提唱してきた絆創膏型生

ばあとはそれとなく動作します．図 2を伝送することができます．MEMS 技

体活動モニタリングシステムについてがプロトタイプです．行動を阻害する術＊ 1 で作製されたセンサ，低消費電力述べたいと思います（私に執筆依頼がことなく，また装着感を低減するため，集積回路などがシステムのプロトタイプ（上）と一般的な絆創膏（下）2.4G無線基板

柔軟なポリエチレン基板を基板間結合に使用

メイン基板

柔軟基板に対応した配線（日本メクトロン（株）との共同研究）

3加速度センサ

CPU＋アナログ回路

電流基板（CR2032）

温度＋湿度センサ

気圧＋湿度センサ

体表温度センサ（基板裏面）

図 2 絆創膏型生体活動モニタリングシステムのプロトタイプ

894 （62）

映像情報メディア学会誌 Vol. 67, No. 10（2013）アンビエントデバイス

中心的な役割を果たします．図3

列車の大きな事故を未然に防いだり，きく CR2032 型のボタン電池で十数時のように，胸や背中に貼り付け，身の独居老人の見守り，地震や台風などの間しか連続運転できませんが，心電で回りの各所に設置したベースステーシ

被災者の多人数同時モニタリングやトはなく心拍数，運動の生の波形ではな

ョンとの間でデータのやりとりをする

リアージ，入院患者のより手厚い状況

く歩いた歩数や運動量の絶対値，などことになります．

把握，リハビリ量の客観的把握など，にデータ加工し，システムを間欠運転さまざまな場面で有用です．

することによって，一週間程度の連続

このシステムは，健康な人の日々の体調管理にももちろん有用ですが，プ

図 4 に，取得したデータの一例を示運転とすることは容易だと考えていま

ロドライバの生活履歴（前日に充分眠し，図内にその内容に関する簡単な説す．本人が意識することなく，さまざれているか，疾患の兆候がないか）を明を行っています．このデータは，いまなデータを同時に取得することによ

確認し，勤務中の急な疾患やストレス

わゆる生波形で，完全に連続的な心電って，生活のリズムや一瞬一瞬の状況などをリアルタイムにモニタリングす波形，運動波形を示しています．このなどを理解できることがわかります．

ることによって，最近頻発するバスやような取得方法ですと，消費電力が大入浴中の計測
10〜20cm程度なら水没しても通信可能

背中からの計測例
背中からでも心電波形が取得できるHR（bpm）Acc（g）

図 3 装着例，防水処理を行うと入浴中も動作する

210−1−2140120
1008060
3Temp（deg）
Press（Pa）
Hum（％）

101.2×10
100.8
100.4
100.0
605040

徒歩による心拍数

会議
待機8 F−>1 F

東京

就寝

姫路着

寝返り

1 F−>8 F
東京市ヶ谷ビル 8 F

東京へ移動

名古屋

新幹線で帰姫室内エアコンの タクシー乗車
On/Off（冷房効き過ぎ）

40
36
32
28

0 : 00 PM
13.7.2

2 : 00 PM

4 : 00 PM

歩行中の加速度拡大

6 : 00 PM

入浴（非装着）

8 : 00 PM 10 : 00 PM

0 : 00 PM
13.7.3

2 : 00 AM

4 : 00 AM

6 : 00 AM 8 : 00 AMDate/Time
・加速度データ（Acc）から徒歩か車中かの判断可能．歩数も明確に見える（左図）
・運動に同期して心拍数（HR）が上昇している 健康評価にはこの対応が重要
・気圧（Press）で高低の移動が分かる 新幹線車中では標高の差で大きく変動
このパターンからどこからどこへ移動したかも推測可能
精度の高い気圧センサでは，1 m 程度の上下でも認識できる・衣服内の湿度（Hum）とはいえ，環境に応答・同様に温度（Temp）も身体の状態を提示
・就寝中は加速度によって寝返りの程度，心拍変動によって REM，NonREM 睡眠の判別がある程度可能（ここでは心拍変動の解析結果は割愛）
・会議中は独特の加速度変化を提示（手元をみたり相手を見て会話したりするため体の向きが小刻みに変動する 貼り付け型だからこそ精度良く観測可能）

図 4 取得データ例（東京出張して会議，姫路（兵庫県）の自宅へ新幹線で移動，就寝，起床まで）（63） 895

知っておきたいキーワードむすび

アンビエントデバイス

種のセンサはすでに多数市販されていにプライバシーを守りながら取り扱うますし，柔らかいディスプレイや，衣か，充分な検討が必要です．生体情報

現在のネットワーク環境は，30 年

服やめがね，指輪などに仕込む情報提でなくても，例えば，天候や土地の肥前には想像ができませんでした．いま示装置なども開発が進んでいます．身沃状態，播種情報などを広範囲に取得

では一瞬にして地球の裏側の情報を取の回りにそれとなく存在するセンサやするようなシステムが構築されれば，得することが，誰にでもできる状況にアクチュエータシステム，すなわちア

その情報は一国の経済を左右するマルあります．また，日本では人が生活でンビエントデバイスは，今後ますます秘情報になるかもしれません．また，きる場所のほとんど全域で，ネットワその種類や対象を変えて進歩することさまざまなセンサで多種類のデータをークを使用できる状況にあります．今になるでしょう．ただし，少し気にな大量に取出すことは現状でも難しくは

日の状況は，アランケイが 1972 年にる点もあります．それは，情報の取りありませんが，これらが総合的に何を提唱したダイナブック構想 ＊ 2 を遙か扱いと，取得情報量増加によるビッグ意味するのか，大量のデータからの意に凌駕した状態であると思われます．

データ解析にかかわる問題です．ここ

味理解が今後重要になっていくのだろ

この進歩とともに，センサや情報提示で例として示した生体活動モニタリンうと思います．

装置（アクチュエータ）も急激に進歩

グシステムが得るデータは，ほとんどしています．超小型で低消費電力な各

究極の個人情報ですので，これをいか＊1 MEMS 技術とは（2013 年 7 月 3 日受付）

＊2 アランケイのダイナブック構想

集積回路技術をベースに発展した，センサやアクチュ

アランケイは「未来を予測する最善の方法は，それをエータ開発のための技術．カメラの手ぶれ補正，車のエ発明することだ」という名言を残したソフトウェア界のアバッグ展開用衝突検出，車両制御，携帯端末・携帯電奇才で，アップルの OS 開発に大きなヒントを与えまし

話などのマイクや加速度センサなど，プロジェクタ，ゲた．いつでもどこでも子供でも持てる，音声や画像，ネーム用モーション入力コントローラなどに，じつは身近ットワーク機能を備えた本のような装置を提唱し，ダイに大量に使用されています．大量生産が可能で，作ればナブックと命名しました（東芝のダイナブックとは無関作るほど価格が低下する，という特徴があります．最近係です）．実際，iPad はこの発想を忠実に実現したもの

では小型化，低消費電力化に拍車がかかっています．と私は思っています．

まえなか

かずすけ

前中一介

1984 年，豊橋技術科学大学大学院情報工学専攻修了．同年，豊橋技術科学大学電気・電子工学系電子デバイス大講座教務職員．1989 年より，神戸市立工業高等専門学校電子工学科講師．
1993 年より，姫路工業大学工学部電子工学科助教授．
部門改組・大学名改称を経て，兵庫県立大学大学院工学研究科電気系工学専攻回路システム部門所属となる．2007 年，同大学教授となり，現在に至る．センサの高機能化・集積化，多次元センサとその応用，MEMS デバイスに関する研究に従事．
工学博士．

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896 （64）（編集委員会）
映像情報メディア学会誌 Vol. 67, No. 10（2013）