Nagasaki Institute of Applied Science

組込み技術の農業、医療、土木への応用

情報学部 知能情報学科

田中 義人

第５回地域連携研究会
２０１０年８月２７日

組込み技術とはNagasaki Institute of Applied Science マイコン技術者（昔） ＝ 組込み技術者（今） 欧米では昔からEmbedded Technology
9 Embedは、「埋め込む」、「植える」という意味
9 機器の中にマイコンを埋め込んで制御する技術のこと
9 日本では、マイコン技術と呼んでいた
9 技術用語として訳すると「組込み技術」
 組込みソフトの比重が大きくなり、国の統計が独立して取られるようになった（2004年以降）

，PIC

パソコンだって昔は組込みシステム

組込みシステムとはNagasaki Institute of Applied Science

携帯だって組込みシステム。。。

ゲーム機だって組込みシステム。。。

組み込みシステム
長崎総合科学大学

知能情報学科で学べます予防・在宅医療システムの 開発と検証【参画機関】
Nagasaki Institute of Applied Science

長崎大学
医歯薬学総合研究科

連携

長崎総合科学大学
情報学部（財）くまもとテクノ財団
SFKメディカル株式会社（株）アップルドクター
テルモ株式会社
ドコモテクノロジ株式会社

長崎方式予防・在宅医療システム

長崎方式
予防・在宅医療システム

既存
電子カルテシステム

看護端末

サーバー

・医療デバイスと看護端末の無線通信

既存
レセプトシステム

・既存の医療デバイス（USB／RS-232C）を無線化
・既存、電子カルテ、レセプトシステムとの接続が可能
6

構造化設計されたユーザインターフェイス
メッセージエリア（タスク共通）BODYエリア（個別タスク表示）
個別タスク実行にて
本BODYエリアの表示内容が変わる

タスク要求キー特徴 ・タスク要求キー毎に独立タスクとした、マルチタスク（マルチプロセス）構造・各タスクはニーズに応じた、選択・組合わが可能な設計

現場の仕事を変えないようなGUI
熱計表

心電図

＜特徴＞
・現場にて実用されてるフォームに準拠
・バイタル画面等で入力したデータを自動表示
・熱計表の印刷・医師への転送機能有り＜特徴＞
・心電計から有線にてデータ取込＆表示
・入力した心電データの拡大表示機能有り
・心電図の印刷・医師への転送機能有り

白髭内科および五島でフィールドテスト中

接続している医療デバイス
無線化システムを用いたフィールドテスト
BT対応SPO2(UBモジュール)
BT対応血圧計

看護端末(エーアンドディ)

Felica対応
体温計

BT対応聴診器（Littmann)

BT対応心電計(UBモジュール)Felica対応
血糖値計
（テルモ）

サーバー

9

通信方式
インターネット
SPO2計

UBモジュール

無線LAN
有線LAN
携帯電話（FOMA)

心電計

Bluetooth

血圧計〈生体情報センサー〉〈無線ネットワーク〉〈携帯型端末〉10

USB・Bluthooth変換モジュール• U/B 実証機
– 入力（製造時排他仕様）• USB2.0• RS‐232C(2,3,5pin接続、4,7pin給電)– 出力• Bluetooth2.0+EDR(SPP)– 外形 約50x60x25mm

送信Btn
USB or RS-232C

五島でのフィールドテスト状況
離島医療研究所
離島医療研究所

五島中央病院
五島中央病院
福江訪問看護福江訪問看護ステーション
ステーション

特別養護老人ホーム「只狩荘」
特別養護老人ホーム「只狩荘」

富江病院
富江病院
長崎市
長崎市 白髭内科
白髭内科
12

フィールドテスト（訪問看護支援システム）
患者宅での無線システムを使った検証試験
心電図に異常があるため医師の携帯への緊急連絡携帯による連絡を受け心電図データを閲覧する医師(山之内診療所）
13

フィールドテスト（病院内システム）
病室で無線システムを使った検証試験

患者データの閲覧する医師(富江病院ナースステーション）14将来の目標 （統合医療ネットワーク）
A病院
長崎方式
予防・在宅医療システム

電子カルテシステム

看護端末

サーバー

生涯データベースセンター（公共機関）

統合医療ネットワーク

TNGサーバ

TNGサーバB病院
電子カルテシステム

TNGサーバ
VPN

C病院
電子カルテシステム
TNGサーバ

生涯データベースサーバー

ネットワーク管理サーバー

統合医療ネットワークシステムのデータの流れ
病院入院

報告

指示
医師

特老入所 訪問看護・
介護 予防在宅看護師（介護士）

電子カルテデータ

特老看護（介護）データ

・電子カルテデータ
・特老看護(介護）データ
・訪問看護(介護）データ

訪問看護師/介護士

訪問看護（介護）データ

・生体・健康データ
生涯データベース

ﾓﾆﾀー

在宅療養者、高齢者ほか

生体データ、健康データなど
16農業分野への応用
Nagasaki Institute of Applied Science

これまでは・農産物の品質向上を目指したIT機器の活用
・農産物の生産性向上を目指したIT機器の活用
長崎県で開発された糖度計

例 生産管理システム、品質管理システムなど

これからは・農家が楽になるような組込み機器の開発

若者がカッコいいと思うような・環境や食の安全に寄与する組込み技術の応用

ハイテク百姓なぜ牛の発情期検出が必要か
Nagasaki Institute of Applied Science

背景・乳牛、肥育牛ともに生産性を高めるためには効率よく妊娠させる必要がある
・牛の生理周期は20日で発情期は2日間で見逃すと20日待たなければならない
目視による発見率は約42%・農家の高齢化が進むとともに、人手が少なくなり、空胎率が上昇中

畜産農家の効果

牛歩・効率よく牛が産まれることによる牛乳の生産量が増加
・受胎までの日数を少なくなり飼料の節約
・子牛の生産増による収入アップ

AIテスタ

繋ぎ飼い用発情期検出器
Nagasaki Institute of Applied Science

長崎県農林技術開発センターと共同開発した発情検出器
検出率７０％程度
低コストタイプ
特許出願中
点灯

約２００万円/年 収益UP
４０頭の農家の場合

コントローラ

温度センサー

牛床マット

徹底した低消費電力化へ向けて
Nagasaki Institute of Applied Science

従来機
箇所名

消費電力

消費電流 (電圧)

マイコン

415mW

83mA(5V)

SW & LED62.5mW

12.3mA(5V)

アナログ

4mW

0.7mA(6V)

LCD

5mW

1mA以下(5V)

レギュレータ
損失

約 125mW

その他

約 49mW

電力合計

660mW

110mA(6V)徹底した低消費電力化
Nagasaki Institute of Applied Science

66024

従来型

0.48

低消費電力型
単3電池使用時

23時間

26日（待機時：1300日）

電力線のないところでも使用可能、太陽電池化も可能

牛の生産性向上を目指した
体内留置型発情検出器の研究・開発㈱日本理工医学研究所
山下牧場
長崎総合科学大学
長崎県農林技術開発センター

体内留置型発情検出器
Nagasaki Institute of Applied Science

膣内の粘液の量とｐHを測定し、無線で外部へ知らせる検出率１００％を目指した装置

完成予想図Nagasaki Institute of Applied Science

ランプ

約４５０万円/年 収益UP

無線受信機

無線式検出器

低コスト型
乳牛 ２９頭 （内 子牛１０頭）
肉牛

７頭 （内 子牛３頭）

無線式検出器

１次中継器

無線式検出器

２次中継器

データ収集
受信機

発情期管理サーバー
１次中継器

ネットワーク型

害虫防除装置開発に向けた実験
Nagasaki Institute of Applied Science

農薬を使わずに害虫を防除できないか？
超音波や光を利用した組込み装置の開発

カメムシによる実験例
Nagasaki Institute of Applied Science超音波発信なしでのカメムシの挙動

超音波発信ありでのカメムシの挙動装置開発に向けて準備中

橋梁管理への応用
Nagasaki Institute of Applied Science

橋梁健全性診断システム
Nagasaki Institute of Applied Science：無線型２軸加速度計

無線型2軸加速度計
中継サーバ

システム設置例

インターネット

SFKで製品化予定