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1個のセンサーでスマートハウスを実現——IoT向け統合センサーデバイス「Synthetic Sensors」

カーネギーメロン大学の研究チームは、1個のセンサーで住宅内の様々なものの状態を把握できるIoT向け統合センサーデバイス「Synthetic Sensors」を開発した。

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Synthetic Sensorsは、小型の基板に各種センサーとWi-Fi機能を搭載した統合センサーデバイスだ。背面のUSBをプラグインするだけで使用でき、音、振動、光、熱、電磁ノイズ、温度など部屋のさまざまな現象をモニタリングすることができる。

photo 「水道使用中」という1次センサー値

Synthetic Sensorsの優れた特徴は、マシンラーニングによる各種センサーデータの組み合わせによる、住宅内の様々なものの状況の把握だ。例えばコーヒーグラインダーとミキサーの似たような音でも、加速度センサーやマイクからの生データを元に僅かな音と振動の違いを記憶して判別し、それを「ミキサー作動中」や「ガスコンロがON」という状態を表す「1次センサー値」として出力できる。

photo 「ペーパータオルカウンター」という2次センサー値

さらに、この統合センサー出力は何段にも階層化することができる。例えば、ペーパータオルを取り出す音を定義すれば、「ペーパータオルを使った」という1次センサー値が得られるが、これを2次センサーに送ってカウントすることで、「ペーパータオルが何枚消費された」という1段階上の「2次センサー値」が得られる。このように階層化していくことで、機械が正常に動いているかだけでなく、ペーパーの使用量を把握し、残量が少なくなればオンラインで自動発注するといった高度なホームオートメーションが実現できる。

photo 汎用センサー使用イメージ
photo 汎用センサーとSynthetic Sensorsの比較

開発者は、「スマートハウス化には2つのアプローチがある。高価で高機能なスマート家電を買い揃えるか、あるいは市販の汎用センサーをすべての家電に取り付けるかだ。Synthetic Sensorsは多数のセンサーを統合できるもので、例えばキッチンに1個設置するだけで、水道、ディスポーザー、ミキサーやガスコンロなど、あらゆるものの状態をセンサー値として得ることができる。」とそのメリットを説明している。

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