皆さんこんにちは！HP担当の石田です。😁
最近は天気の変動がすごいですね…。
カンカン照りの日があると思ったら急に雨が降り、雷が落ちたかと思えば暴風が吹き荒れたり…。
目まぐるしく変化する天気はまるで初恋の相手とのメッセージ交換に一喜一憂する中学生のようですね！🤒
ちなみに私は男子校出身なので一喜一憂したのは毎日の弁当のおかずだったでしょうか…
はぁ…。（溜息）😯
さて！本日は研究紹介の第2弾となります！今回研究紹介をしてくれるのは名古屋市●●区にお住いの上野く…
上野君「まてまてまて！勝手に個人情報さらすな！」
石田「失礼しました。上野君は現在下宿ということですが、好きなタイプはどんな女性ですか？」
上野君「文脈おかしくない？笑 それにある種セクハラ発言ですよ…。 ・・・・・・キレイ目の女性ですかね」
石田「ちゃんと答えてくれるとは思いませんでした笑 僕もキレイ目の女性は素敵だと思います。それでは前置きはこのあたりにしておいて早速研究について伺っていきたいんですが、まずは上野君の研究を一言で表すと何ですか？」
上野君「IoTとドローンを通信させる研究ですね。」
石田「なるほど、IoTとドローンという最近とてもホットな単語が入っていて非常に興味深いですね！ちなみにIoTとはInternet of Thingsの略称で、あらゆる電子機器がインターネットに接続することでより良いサービスを提供できるような概念のことです！さてそれでは詳しく伺っていきます」
- 研究の背景と目的
- 既存技術と問題点
- 上野君の提案技術
- まとめ
- 参考文献
研究の背景と目的
石田「さて、まずは研究の背景を伺ってもいいですか？」
上野君「はい。近年、山間部にIoT端末（ここではセンサ）が次々と設置されているんです。これらのIoT端末は川の水位を監視したり、地質情報を記録したりしていて、この情報使えば自然災害の予防が可能になるわけです。この情報は1か所で管理されているので各センサで集めた情報を電波で送信しなければならないんですが、ここに問題があるんです。基本情報は基地局を介して伝送されるんですが、山間部では基地局が離れたところにあるので送信電力が非常に大きくなってしまうんです。でもIoT端末って基本的に電池で起動しているので沢山電力を使うとすぐに電池交換が必要になってしまうんですよね。」
石田「なるほど。例えるならばボールを投げる時に遠くまで投げようと思ったら思いっきり投げなければならないけど、疲れてしまうといったところでしょうか。しかもご飯食べちゃダメ、、、みたいな笑」
上野君「そうですかね笑 そこでドローンが登場するわけです。ちょうど郵便の集配みたいな形でドローンがIoT端末のところまでデータをもらいに行くんです。そうするとIoT端末も電波を飛ばす距離が短くなるので少しの電力でやり取りができるようになるんですよね！」
石田「なるほど、では研究の目的としてはなるべくIoT端末の消費電力を抑えるためにドローンで効率よくデータ収集をする方法を実現すること、とかになりますね！」
既存技術と問題点
石田「それでは現在すでにある技術としては、その郵便の集配のような方法になるんですかね…？」
上野君「基本的にそうなりますね。あとは都市部を想定した方法ですが、バケツリレーみたいな方法があります。ドローンを沢山上空に飛ばしてホバリングさせて、それぞれが集約したデータをバケツリレーでゴールまで届けるみたいな方法ですね。」
【既存手法の概要 左：郵便集配型 右：バケツリレー型】
石田「なるほど。そうするとそれらの方法の問題点というのはどういうことになって来るんですか？」
上野君「まず一つ目の方法（郵便集配）ですが、これは効率の悪さが欠点になります。消費電力を抑えようとするとどうしてもデータが正確に届きにくくなるんです。声が小さい人の話を聞こうと思ったら近くによらないといけないじゃないですか。あんな感じでドローンがIoT端末の近くまで行かないといけないんです。だから、沢山のセンサの情報を回収しようと思うとドローンのルートが限られてしまって効率が悪くなってしまうんです。」
石田「ありがとうございます。では二つ目の方法（バケツリレー）の欠点は…？」
上野君「これはずばりコストでしょうね。沢山のドローンを静止させてバケツリレーをしようと思ったら相当の数が必要になることは言うまでもありません。あとは景観の問題でしょうか？ハイキングに行ったら空にドローンがトンボみたいにわっさわっさ飛んでたらテンション少し下がりますよね笑」
石田「それはそうかもしれません笑 では続いて上野君が提案する方法を伺っていきます。」
上野君の提案技術
石田「それでは、これまで既存技術の問題点を見てきましたが上野君の研究ではどんな方法を検討しているんですか？」
上野君「先ほど説明した既存技術の2つの問題点をクリアすることによって、より効率の良い方法を確立しました。まず、先ほどIoT端末からデータを送信する際に消費電力を抑えなければならないといいましたが、実は電波の帯域幅というものを狭くすることで同じ電力で遠くまで飛ばせるようになるのです。この帯域幅というのを広げると沢山情報を送れる代わりに飛距離が短くなるんですが、今回はセンサのちょっとした情報を遠くまで飛ばしたいという狙いがあるので帯域幅を狭くすることが最適なわけです。」
石田「なるほど、これで遠くからでもドローンがIoT端末の情報を回収できるようになったわけですね！もう一つの問題というのは何ですか？」
上野君「はい、これは効率ですね。先ほど1つ目の方法では一つずつIoT端末のデータを回収していくと言いましたが、これでは時間がかかってしまうわけです。そこで同時にたくさんのIoT端末と通信できるような方式にしました。こうすることで先ほど述べた遠くまでデータを送信できる技術と合わせると、鬼に金棒なわけです！」
【提案技術の概要】
石田「これは画期的ですね！従来の二つの問題点を一気に解決できました。それでは研究についてはたくさんお話が聞けたので、最後のまとめに入っていきたいと思います。」
まとめ
石田「さて、それではここまで研究の詳しい内容を伺ってきたので、上野君が研究活動を通じて印象的だった出来事とかがあれば教えてください。」
上野君「そうですねぇ。やっぱり通信の技術ってすごいスピードで変わっていくのでそれについていくのが大変なんですよ。もうほんと冒頭で言っていた中学生の気分くらいころころ変わるので…。それに合わせて研究内容も変えていかなければならないのは大変ですね！」
石田「最新の研究ならではの悩みですね…。疲れすぎないよう気を付けてください！上野君今日はありがとうございました！もし気になった方は上野君の電話番号が ＊＊＊－●●●●ー■■■■になるので是非お問い合わせ…」
上野君「だからやめろって！！」
というわけでたくさんお話が聞けました。今回はドローンとIoTという気になる2単語を含む研究テーマでした。
これからの発展性などもますます気になるところですね！上野君の研究については参考文献を記載しておりますので気になった方は是非ご覧ください！
それでは今日はこの辺で！😉
参考文献
K. Ueno, E. Okamoto, H. Tsuji, A. Miura, “Performance improvement of UAV-assisted data gathering system for distributed IoT terminals,” IEICE Tech. Rep., vol. 119, no. 220, SAT2019-63, pp. 115-120, Oct. 2019.