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環境計測用IoT機器と時系列データ予測の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K01339
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 自然災害科学・防災学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

松本 佳宣  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (60252318)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードセンサ / IoT / 機械学習 / 可視化 / クラウド / 時系列データ / 環境計測 / 予測 / 警告 / 社会実装 / 時系列 / Internet of things / 自然災害予測
研究成果の概要

環境情報をセンサ・IoT技術により測定・収集して、クラウドサーバー上で時系列データ予測と警告を行うシステムの研究・開発を行った。初年度は、主にハードウェアの開発と実証実験と可視化を行った。2年目はそれらのデータ解析や、機械学習アルゴリズムにより予測・警告するシステムの構築を行った。3年目は、時系列データである環境計測データの中で、時系列データからの予測を目的としてLongShort Term Memory(LSTM)を用いて機械学習を行った。社会実装としては、太陽電池駆動のIoT式PM2.5・NO2・温湿度測定器を開発して、東アフリカ・ウガンダに設置を行い気象予測に取り組み精度の向上を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究期間を通じて申請書記載の3つの技術課題を達成することで「途上国向けIoT環境モニタリングポスト」を実現して途上国が導入・長期運用可能な装置を実現する事ができた。高耐久自立電源が実現できた事から、電源がない地方や山林・荒野における環境モニタリングが増加させるすることができ大気環境の定量化が可能となる。このデータと機械学習予測を組み合わせることで大気環境の把握が可能となり適切な環境改善対策の立案や防災に生かすことが可能となる。さらに、IoT技術によりクラウドを介在させ可視化しつつ長時間の環境データを蓄積して環境研究に役立てる事や市民が環境情報にアクセスすることで健康被害を防ぐことが可能となる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] システムの時刻同期と欠落データの保管方法2020

    • 著者名/発表者名
      松本 佳宣
    • 雑誌名

      トランジスタ技術増刊エレキジャックIoT

      巻: 2 ページ: 57-65

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 陽電池駆動の環境計測用 IoT システムの試作2020

    • 著者名/発表者名
      松本 佳宣
    • 雑誌名

      トランジスタ技術増刊 エレキジャック IoT

      巻: 3 ページ: 72-78

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] obnizを用いた温度測定/通知システム2020

    • 著者名/発表者名
      吉澤 巧、松本 佳宣
    • 雑誌名

      トランジスタ技術増刊 エレキジャック IoT

      巻: 4 ページ: 121-127

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アフリカ・ウガンダ及びルワンダにおける簡易型大気汚染測定局の実証2020

    • 著者名/発表者名
      依田 隆志, 石垣 陽, 松本 佳宣, Tofayo Clever
    • 学会等名
      環境科学会2020年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アフリカ・ルワンダでの室内大気汚染の実情2019

    • 著者名/発表者名
      依田隆志,山口高明,松川宗夫,松本佳宣,石垣陽,江藤和子,柴田陽子,GgombeKasim Munyege,ElisephaneIrankund
    • 学会等名
      第 60 回 大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スペクトル・光量子量測定用スマートフォンシステムの試作と評価2018

    • 著者名/発表者名
      石井 恭平, 松本 佳宣
    • 学会等名
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] IoTシステムのための位置エネルギー変換型風力自立電源2018

    • 著者名/発表者名
      西浦信一,松本佳宣,寺岡文男
    • 学会等名
      知的環境とセンサネットワーク研究会 (ASN)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] PM2 . 5センサとNO2及びO3パッシブサンプラを用いた仙台港周辺の大気環境測定2017

    • 著者名/発表者名
      丸尾容子,澤石諒,金子善明,石垣 陽,松本 佳宣
    • 学会等名
      第24回大気環境学会北海道東北支部
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考]

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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