IoTセンサーとは？AIと組み合わせて何ができる？活用事例11選徹底解説！

生産性向上や業務効率化を目的にIoTシステムを導入したいとお考えの方も多いのではないでしょうか。スマート農場や製造業、介護の現場など今まで考えられもしなかったシーンでのIoTセンサー活用が増えています。

IoTはAI（人工知能）と組み合わせることで、さらなる相乗効果を発揮します。IoT導入を検討しているけれども、どのように活用しているか事例を知りたい、もしくはどのようにIoTセンサーを選べば良いか分からない方は多いようです。

本記事では、センサーの種類や選び方、IoTセンサーとAIを組み合わせたさまざまな産業での活用事例を紹介します。

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IoTセンサーとは？

IoTセンサーは、自然現象や物理的な動きを受信してデータに変換する従来のセンサー機能に加えて、ネットワークに接続してデータを送信したり、収集・管理できるセンサーです。IoTは「Internet of Things」の頭文字で、コンピューターやスマホだけでなく、あらゆるモノがインターネットにつながることを指します。

IoTセンサーの急速な発展により、今までは収集が難しかった、または収集するためのコストが莫大だったデータを大量に収集できるようになりました。IoTセンサーによって集める大量のデータを、効率よくスピーディに活用するためにはAIによるデータ分析が欠かせません。今までになかった多くの分野でIoTセンサーとAIの組み合わせによる自動化・省力化が進んでいます。 また、IoTセンサーの普及と合わせて、エッジAIと呼ばれる、IoTセンサーとAIをエッジ環境（クラウド環境でAIによる推論を行わない）で活用する事例も多くなっています。AIとIoTの統合効果についてはこちらの記事で分かりやすく解説しています。

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IoTセンサーの種類は？

光や音、温度、加速度などさまざまなデータを取り扱えるセンサーがあります。ここでは代表的な8つのセンサーを解説します。

加速度

加速度センサーはモーションセンサーとも呼ばれ、対象となる人やモノの速度の変化を検知できるセンサーです。加速度データの分析によって、対象物に振動が加えられたか、加わった衝撃がどれくらいかなどの情報が収集できます。

身近な例では、自動車のエアバッグには加速度センサーが内蔵されています。

ジャイロ

ジャイロセンサーは、物体の傾きおよび角速度の変化を検知できるセンサーです。回転する物体に働くコリオリ力（慣性力）を利用します。

大規模なものでは、船や飛行機、人工衛星の姿勢制御に用いられます。近年ではスマートフォンにも用いられ、ゲーム機能や手ぶれ補正機能などさまざまな身近な場面でも活用されています。

光

光センサーは、可視光、赤外線、紫外線などのさまざまなスペクトルの光を検知します。光の強さや明るさも検知可能です。

身近な例として、自動ドアなどに用いられる人感センサーに組み込まれています。また、農業分野では果実の糖度の測定にも活用され、果実を傷つけることなく糖度の測定が可能です。

環境

温度や湿度など周囲環境の変化を検知するのが環境センサーです。日射量や照度なども合わせて測定できるものもあります。

例として、エアコンや冷蔵庫には温度センサーが搭載されています。室温が設定温度に適切になっているか確認し、最適な状態に保つことが可能です。気象条件が大きく関わる農業分野にも広く活用されています。

イメージ・画像

イメージセンサーや画像センサーと呼ばれるものは、可視光の強弱を電気信号に変換し画像データを取得できるセンサーです。単なる光センサーよりも、より精密な画像データを取得します。主にカメラに利用されており、画像センサーに画像処理技術を組み合わせた活用も行われています。

例えば、自動運転では画像センサーによって取得された画像データをリアルタイムで分析し、車体を制御する技術が使用されています。

音

音センサーはマイクロフォンとも呼ばれ、一般的にはマイクと呼ばれています。音の周波数（高さ）、大きさ、音質などを計測できます。

音センサーは人間の聴覚の代わりとなって、作動音の異常を異音として検知したり、ユーザーの声を認識したりといったサービスに活用可能です。

「異音検知とは？AIの活用事例・メリット・pythonの役割を解説！」で特集していますので併せてご覧ください。

圧力

圧力センサーは、センサーにかかった力を検知し電気信号に変換するセンサーです。人間の触覚の多くは圧力センサーで肩代わりできるのではないかと期待されています。

身近な例では、体重計や洗濯機、血圧計などに用いられています。産業用では油圧計や水圧計などに活用され、高精度な圧力センサーを用いたロボットハンドの開発で、人間の触覚の代わりとして活用されています。

距離

距離センサーは、光や超音波の反射を利用し距離を測定するセンサーです。

主に製造業の工作機械で用いられ、セキュリティ向上にも活用されています。最近では自動運転向けにさまざまなタイプの距離センサーを組み合わせ、障害物を高精度で認識し、安全性の確保に貢献しています。

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IoTセンサーの選び方や注意点は？

IoTセンサーの選び方のポイントや、注意するべき点を挙げました。

設置目的

IoTセンサーを設置する目的を明確にしましょう。センサーで何を検出したいか、目的を明確にすることによって、導入しようとしているセンサーが目的に合致しているか判断できます。

例えば、農場で活用するならば、天気や気温、日射量などの情報を取得できると良いでしょう。センサーの特徴を理解し、用途にあったセンサーを選ぶことが大切です。

使用環境

センサーを使用する環境を考慮する必要があります。センサーは電子機器であるため、使用できる環境には制限があるからです。

特に高温多湿のところや屋外など電子機器にとって厳しい環境での使用には注意が必要です。あらかじめセンサーの仕様を確認して、使用環境に問題がないかを見ておきましょう。

導入しやすさ、価格や流通性

導入の際には商品の価格や交換部品を含めた流動性が重要です。理想的な機能を持ったセンサーを安価で見つけたとしても、入手できるまで半年かかってしまうとしたらIoTを活用した事業がなかなか前に進まないでしょう。また、流通量が少ないセンサーであれば価格は高く、活用事例も少ない場合が多いので注意が必要です。

流通性が低い商品は、いくらスペックがすばらしくてもトラブルが発生した場合に解決しにくくなってしまうため、選定時には慎重な判断が必要です。サポート体制の充実度も合わせて確認しておきましょう。

信号や通信規格

センサーごとの信号や通信規格も確認しておきましょう。まだ規格が統一されていない場合が多いので、注意が必要です。

センサーによって対応可能な通信規格も異なってきます。例えばインターネットの標準プロトコルに対応可能なセンサーもあれば、消費電力量が少ない一部の無線通信規格のみにしか対応していないセンサーもあります。既存のシステムがある場合は特に注意しましょう。

信頼性

センサーの信頼性は選定の際に考慮すべき重要な要素です。IoTシステムは、センサーで取得されたデータの正確性によって結果が大きく左右されます。天候や操作者の熟練度にかかわりなく、常に正しいデータを計測できているかの信頼性が大切です。

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IoTセンサーの導入事例11選

AIを活用したIoTセンサーの事例を以下に紹介します。

• IoTセンサーで得た環境データをAIで分析するスマート農業（京セラ）
• AIで病害感染のリスクを予測（ボッシュ）
• 水位センサーで河川増水の危険検知（YDKテクノロジーズ）
• 太陽光発電施設の通電状況を遠隔監視（サニックス／コネクシオ）
• オフィス・飲食店の着席状況を圧力センサーで見える化
• IoTセンサーから得るビッグデータをAI解析する自律型工場（キオクシア）
• 画像センサーで自動車運搬船の作業安全性向上（川崎汽船／IBM）
• 介護における次世代の見守りシステム（マクニカ／オムロンヘルスケア）
• 駐車場の空きをIoTセンサーとAIで管理（オプテックス／徳島県／ソフトバンク）
• 工作機械のIoT化で生産性向上（ファナック／NTTコミュニケーションズ／富士通）
• IoTセンサーとAIを用いて事故リスクを警告（日立物流）

それぞれの事例について説明します。

IoTセンサーで得た環境データをAIで分析するスマート農業（京セラ）

IoTセンサーの活用は農業分野で特に注目を集めており、スマート農業として急速に広まっています。 京セラ株式会社では、IoTセンサーを活用した農業支援を進めています。IoTセンサーで集めたデータをAIで分析することで、水や肥料の供給を効率よくコントロール可能です。

京セラのIoTセンサー「GPSマルチユニット」は温度・湿度センサーと通信モジュールを標準搭載しています。設置するだけで温度、湿度の2つの環境データを自動的に集積して送信可能です。 GPSマルチユニットやその他の外部IoTセンサーで得られた環境情報を「GPSトラッカーGW」で集積し、あらゆるデータをクラウド上のデータベースに蓄積します。

得られたビッグデータをAIで自動的に分析・予測して、結果に基づいて自動的に機械や設備を制御可能です。 例えば、給水用チューブや液肥タンクなどをコントロールできるAIプラットフォームを構築できます。IoTセンサーで集めたビッグデータを分析して、高品質に効率よく作物を生産できるよう水や肥料の供給をコントロール可能です。 人的コストを大幅に削減できるということです。

意外に思われる方も多いのですが、農業は新しいAI技術が続々と導入されている有望分野です。農業でのAI活用事例については、こちらの記事で特集しています。

AIで病害感染のリスクを予測（ボッシュ）

ドイツに本社を置くボッシュが開発した「Plantect（プランテクト）」は、環境モニタリングとAIにより病害予測ができるサービスです。ハウス栽培のスマート農業。温度、湿度、CO2、日射量などをIoTセンサーで検出しAIが分析します。

従来は気になることがあると「ちょっと畑を見てくる」と、わざわざ畑へ様子を見に行かなくてはなりませんでした。しかし、今はIoTセンサーのおかげでさまざまなデータをパソコンやスマートフォンからチェックすることが可能になっています。農家の負担を減らすことができますし、過去のデータを活用した栽培方法の改善も図ることができます。

農業のIoT化とスマート農業について、こちらの記事で解説しています。

水位センサーで河川増水の危険検知（YDKテクノロジーズ）

YDKテクノロジーズでは、河川の水位状況をIoTセンサーで監視して、増水や氾濫などの危険を検知するシステムを自治体に提供しています。河川の各ポイントにIoT水位センサーを設置して水位を常時監視し、台風や高波の際の水位上昇をすばやく検知できるようになります。

このシステムを活用することで、危険度が高まっている河川の近くに行かずに、遠隔で安全な場所から増水状況がわかるようになりました。浸水しそうなエリア・近隣の河川の水位情報などをリアルタイムで住民へ提供できます。

AIを防災に活用する自治体はますます増えています。AIを防災に活用するメリット、多くの自治体での導入事例についてこちらの記事で特集しています。

太陽光発電施設の通電状況を遠隔監視（サニックス／コネクシオ）

株式会社サニックスは自社で販売する太陽光発電設備に対して、通電状況をIoTセンサーで遠隔監視できるサービスを開発しました。事業用の太陽光発電は行き来の不便なエリアに設置することも多く、落雷や暴風などにより故障した場合や、汚れで発電量が低下した際に発見が遅れると機会損失になります。

IoTの電流センサーを使用することで、得たデータをNTTドコモのネットワークで直接送信し、太陽光の発電状況を遠隔地からパソコンやスマホでリアルタイム監視できます。

立ち入りの難しい遠隔地域に設置することが多い事業用太陽光発電施設のメンテナンス・モニタリングに、AIを活用する企業が増えています。AIによる太陽光発電施設の外観検査のシステム開発を得意とする開発会社についてこちらの記事で特集しています。

オフィス・飲食店の着席状況を圧力センサーで見える化

オフィスや飲食の店舗で座席に圧力センサー内蔵のクッションを設置して、着席・空席状況を見える化できます。人が座る重みを感知してディスプレイ表示します。オフィスでは、社員の在席状況を管理して勤怠管理に利用できますし、会議室など共有スペースの予約管理などにも活用できます。リモートワークでの在席状況も共有可能です。

飲食店では、空席状況の監視を遠隔で行えるので、来店者の座席案内をスムーズにできます。空席になりやすい座席や座席位置によって変わる滞在時間のデータを収集可能です。回転率の分析や動線の効率化に活用できるでしょう。

IoTセンサーから得るビッグデータをAI解析する自律型工場（キオクシア）

フラッシュメモリを製造するキオクシア株式会社では、製品の高品質を維持するために、1日20億件以上の画像や温度などのデータをIoTセンサーを使ってリアルタイムで収集しています。キオクシアの工場では、約5,000台以上の製造装置と検査装置の間を製品が複雑に往来していますが、AI・IoTを導入した自律型工場を構築しています。

IoTセンサーから集まる製造関連データを集約して構造化したビッグデータをディープラーニングで解析して、生産性向上を実現しています。例えば、IoTセンサーで取得した数十万枚の画像をディープラーニングで自動処理して、より迅速な欠陥の原因特定に役立てています。これにより製品不具合の原因を自動的に推定したり、不良になりそうな状態を事前検知できるようになりました。

多くの製造業で、スマートファクトリーやファクトリーオートメーションというパワーワードが注目を集めています。どちらもAIの活用が欠かせません。AIの活用によって自動化・省力化を実現したい製造業のご担当者のために、製造業でのAI導入支援に強い開発会社を特集しています。

画像センサーで自動車運搬船の作業安全性向上（川崎汽船／IBM）

川崎汽船株式会社では、自動車運搬船内のIoTセンサーとAIを活用して荷役作業の安全性の向上に役立てています。日本アイ・ビー・エム株式会社（日本IBM）のデータ基盤を利用し、センサー情報の大規模データをリアルタイムで可視化します。

運搬船内に位置情報センサーや監視カメラ、スピード計測機器などのIoTセンサーを設置してデータを収集しました。例えば、センサーによって得られたカメラの映像をAIによる画像認識で分析し、自動車と作業員を識別して接近状況を把握可能です。さらに船内作業員が着用するウェアラブルデバイスで心拍データを取得し、解析したデータから作業員のストレス傾向も把握しました。

以上のようなデータ分析で、船内の安全管理強化による作業品質の向上を図ることができたということです。

介護における次世代の見守りシステム（マクニカ／オムロンヘルスケア）

株式会社マクニカは、さまざまな医療ヘルスケア機器メーカーのバイタルセンサーとの連携によって次世代の見守りシステムや介護サービスの利用者管理を実現しています。例えば、オムロンヘルスケア株式会社の通信機能を備えた上腕式血圧計と連携して、測定した血圧データをBluetooth経由で自動取得できます。

マクニカはAIやIoTのトータルサービスを手掛け、ヘルスケアアプリケーション向けのクラウドサービスである「AttentiveConnect」を提供しています。AttentiveConnectによって最先端技術を生かした見守りシステムを実現可能です。介護サービスの利用者管理や、バイタルデータの表示管理などをクラウド上で行えますし、日々の記録業務の自動化も実現可能です。介護施設で使用されている管理システムやセンサーなどとのデータ共有のAPIを提供しています。

需要は高まるばかりですが慢性的な人手不足に悩む介護業界ではAI導入がますます進んでいます。介護業界でのAI導入事例についてはこちらの記事で分かりやすく解説しています。

駐車場の空きをIoTセンサーとAIで管理（オプテックス／徳島県／ソフトバンク）

自動ドアや防犯用センサーを手掛けるオプテックス株式会社は、IoTセンサーを活用したスマート駐車場業務の事業改革を支援しています。徳島県が試験運用している鳴門・大塚スポーツパークの駐車場の利用状況提供システムに導入されました。駐車スペースに簡単に設置できるモーションセンサー、及び画像センサーで駐車場の空き状況を把握し、表示可能なスマートパーキングシステムです。

オプテックスのワイヤレス満空管理システムを利用し、得られた在車情報をソフトバンクのIoT機器向けの通信規格を使い、来場者が事前にスマホアプリで駐車場の空きを確認できるようにしています。

無料駐車場を持つ商業施設やスポーツ施設などで誘導員を半減でき、リアルタイムで空き状況を発信できます。来客者はスマートフォンやタブレット等から最新の情報を確認可能です。

工作機械のIoT化で生産性向上（ファナック／NTTコミュニケーションズ／富士通）

工作機械の数値制御（NC）装置を手掛けるファナック株式会社では、工場向けのIoT基盤の「フィールドシステム」を提供しています。NTTコミュニケーションズや富士通と共同で、クラウド基盤に生産関連の情報を集め、業界全体のデジタル化を目指す「デジタルユーティリティクラウド」を進めています。共通の連携基盤の提供で、製造現場のオープン化や生産活動のスマート化が支援可能です。

フィールドシステムはAIとIoTを駆使し、メーカーや世代が異なる機器の情報を収集・管理して工場での生産性向上を可能とします。クラウド基盤に集めたデータをAIで解析し、サービス向上や業務効率化など目的に応じて活用可能です。

製造業でのIoTセンサーの活用方法、導入方法についてはこちらの記事で分かりやすく解説しています。

IoTセンサーを活用したAIシステムを自社に導入したい、でも何から始めればよいかわからない方はお気軽にAI Marketのコンサルタントにご相談ください。

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IoTセンサーとAIを用いて事故リスクを警告（日立物流）

日立物流のSSCV-Safetyは、IoTセンサーとAIを用いた運行事故防止システムです。SSCV-Safetyは、ドライバーの疲労度や注意力の低下による事故リスクを予測し、管理者へ通知できます。ドライバーの運転前後、運転中の心拍数などの身体的データと車両に設置したドライブレコーダーから得られるリアルタイム運行状況を独自アルゴリズムで分析します。
物流業界のシステム革命であるMaaS（Mobility as a Service）の導入事例についてこちらの記事で分かりやすく解説しています。

まとめ：AIによるIoTセンサー導入のご相談はAI Marketへ

本記事ではIoTセンサーとAIを組み合わせた事例を紹介しました。AIとIoTセンサーの活用はさまざまな業種で採用されています。これからニーズはますます高まるでしょう。

自社の業務にAIを組み合わせたIoTセンサーを導入するためには、どのような業者やパートナーに外注するのがいいかわからない方も多いのではないでしょうか。

AI・IoTの専門用語、システム要件はわからないし、見積もりの内容チェック方法もわからない方がほとんどではないかと思います。

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