【無線通信技術】無線の電力だけでスイッチON！ チロルチョコサイズの「WoW」なモジュール JAXAが開発［06/22］

2018年5月23日から25日かけて東京ビッグサイトで開催された「ワイヤレス・テクノロジー・パーク2018(WTP2018)」は、
無線通信技術の研究開発に焦点を当てた国内最大級の専門イベントだ。
詳しくはこちらをご覧いただくとして、
内外のプロでにぎわう会場の片隅にJAXA(宇宙航空研究開発機構)の研究開発部門も小さなブースを出展していた。

■JAXAが開発した待機電力ゼロの無線スイッチ

JAXAは以前から宇宙技術の民生利用促進に力を入れているが、
とくに近年は鉄道や物流や自動車の専門展示会にもブースを出展し、
大型の供試体を扱える振動試験やEMC試験など特殊な設備・装置のビジネス利用を呼びかけている。

しかしWTP2018での出展は、そのような地道なセールス活動とは趣が異なる、ガチの技術開発案件だった。
目玉はマッチ箱ほどの環境センサユニットにちょこんと乗っかった、チロルチョコサイズのモジュール。
本邦初公開の「無線で回路をONにするスイッチ」だという。

JAXA開発の無線でスイッチをONにする回路 印象としては、JAXAロゴ入りのノベルティ用チロルチョコ
「無線スイッチ」だけなら新しくも何ともないが、どこが「初」なのかを聞いて驚いた。
普段は回路が開いており、無線を受けたときだけそれが閉じる動作をするモジュールで、
それを待機電力を「減らす」のではなく「ゼロにして」実現しているのだという。

そもそも電波は出すだけでなく、受けるにも電力が必要だ。
身近なところでは携帯電話の待ち受け時間が有限であることがそれを物語るし、
エアコンやテレビだってリモコン操作を受け付けるため待機電力を消費する。
そこかしこを飛びかう電磁波の中から、特定の周波数をつかみ出し、意味のあるメッセージを読み出すには、
それなりのエネルギーが必要なのだ。

しかしこのモジュールは待機電力がゼロ。
「電波を受けて生じた電力だけで、つまりエネルギーハーベスティングで回路をONにするモジュールです」
(JAXA研究開発部門第一研究ユニットの五十嵐泰史氏)。

https://news.mynavi.jp/article/20180622-644959/images/001.jpg
■JAXAによる説明パネル。
パソコンをNIC(Network Interface Card)から起動するWoL(Wake-up on LAN)の伝でいけば、
WoW (Wake-up on Wireless)とでも呼びたくなるようなモジュール(特許出願中)
https://news.mynavi.jp/article/20180622-644959/images/002.jpg
■必要なときのみ電波を当てることで、回路が起動。
それ以外のときは、スリープでも、ディープスリープモードでもなく、
電源OFFの状態で居られるため、電力の消費を極限まで減らせる
https://news.mynavi.jp/article/20180622-644959/images/003.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180622-644959/
続く）

続き）>>1
■JAXAが電力消費に極限までこだわる理由

JAXAにはこのようなモジュールを必要とする切実な理由があった。

そもそも打ち上げられてしまえば基本的に修理不能な人工衛星の信頼性を上げるには、
設計、部品選定、製造、検査の各工程を愚直にやり抜くしかないが、なかでも重要なのが検査。
検査に次ぐ検査。検査に次ぐ検査に次ぐ検査である。

たとえば、衛星全体を真空チャンバに封じ込め、宇宙空間と同じ環境にさらす熱真空試験という試験がある。
衛星内部に各部の温度を計測するための熱電対を、数百本差し込んでモニターしなければならないが、
この設置やチェックに膨大な工数がかかる。従来のIoTセンサでそれを置き換えようとしても、
検査に次ぐ検査で時間を費やし、待機電力で電池が消耗し、大事なときに使えないことが判明――。

その必要から生み出されたのが、待機電力を必要としない無線起動回路だったわけである。
発端をもう少し遡ると、衛星構体内部のモジュールやユニット、
すなわちセンサ類やCPUやDHU(Data Handling Unit:通信制御装置)を結ぶ、
ワイヤハーネスをすべて無線で置き換えられないかという、
かなりアグレッシブな基礎研究の一環から生まれたものという。
衛星の小型軽量化と、製作工程の簡素化、ひいては信頼性向上をめざす取り組みである。

「世の中にはエネルギーハーベスティングによるセンサユニットなども存在しますが、
我々のアプローチは徹底的に機能と回路をシンプルすることでした。スイッチONだけに絞ることで、
汎用性が生まれるのではないか、と」(前出・五十嵐氏)

必要なときのみ電波を当てることで、回路が起動 必要なときのみ電波を当てることで、
回路が起動。それ以外のときは、スリープでも、ディープスリープモードでもなく、
電源OFFの状態で居られるため、電力の消費を極限まで減らせる (提供:JAXA)
デモ機では920MHz帯をトリガとして使用。免許不要の法令に沿った出力で、
数mを隔てても十分に動作しており、最大で10m程度は行けるという。
展示のパネルには想定用途として環境センサやインフラ監視センサネットワークが示されていたが、
そもそもがシンプルなON/OFFスイッチ。「こう使ってみたい」というアイデアはさらに広がるのではないか。

「近々の展示会出展などの予定はないが、お問い合わせいただければフットワーク軽く対応させていただきたい」
(同研究ユニット・富高真氏)とのことなので、興味を持たれた方は連絡してみてはどうだろうか。

■遠い未来の宇宙での活用も期待

さらに遠い未来を空想してみる。
たとえば数千年を経て異なる恒星系にたどり着いた宇宙船が、何らかの電波を受けて起動し、自ら信号を発し始める。
そのときに最初のスイッチをONにするのがこの種のモジュールだったりはしないだろうか?
もちろんスイッチだけでそんなシステムが成り立つわけではないが、
そんな空想を膨らませてくれるような、夢のあるモジュールに思えるのである。

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180622-644959/

当然１０円

スイッチ〜オン、ワン、ツゥ―、スリー

>無線を受けたときだけそれが閉じる動作をする

誤動作しそうだな

　
これで外部から原爆ボタンの電源入れてスイッチオン可能だな

非接触ICカードは全部そうなんじゃないの？

ロームのEnOceanがあるだろと思ったがEnOceanだと受信側の待機電力は0ではないのか

いやでも地味に凄くね？
待機電力ゼロよ、ゼロ

マジっすか？

半端ねぇー

WoW

逆に衛星からの電波で作動開始するビーコンとかに使えるな

携帯電話に仕込んどけば電池切れでも保持電源だけで居場所判るとか

この技術は悪用に無限の可能性

>>7

そうだよね、距離が違うけど。
jaxaという権威に目がくらんでるんだろ。

>スイッチONだけに絞る
OFFにはできなかったりして

民間へ落ちる準備だろ

しかも　スパイ活動用アイテム開発して　さｗ

ICタグも電源は無い
電磁波の中を通ると電流が流れる

>>15
内部の電解コンデンサーに電気が蓄えられ
回路がオープンになる
電解コンデンサーがゼロになり次第　回路はクローズするんじゃね？

デュートリオンビームである

とうとうチロルチョコが宇宙へ行くのか。

チロルチョコのMOW
暑いからアイス食べよ

ボタンを押すエネルギーを使って送信するリモコンがウォシュレットにあるけど
それと組み合わせればさらにエコになるってことか

受け取った先でなにかしろのことをしないといけないから
受信機側のハードウェアで何らかの電力は消費してるだろうから
エコになる部分はほんの極わずかな電力だろうな。

これが応用できればiphoneとかのスイッチ類が内部でワイヤレス化できて
しかも本体構造でうまく組み合わせたら完全防水もできそう

>>4
教養あるのな！
でも、電流火花が走っちゃあ、ダメじゃん。

>>7
これ

>>14 >>24
非接触ICはタッチするときの動きで発電してるんだよ

>>25
そんな発電方式があるのどの規格だよ。

電磁誘導でしょ

とてもいいアイデア、海外特許を押さえて外貨を稼げ。

http://davidnavone.com/wp-content/uploads/2013/06/CohererH.jpg

ガイドビーコンなんか出すな！ やられたいのか！

>>25
ノーパソについてるリーダーの上にカードを置いて静止状態にし、
その後ポーリングを開始してもちゃんと認識するんだがw

>>7
＞非接触ICカードは全部そうなんじゃないの？
システムが待機していてカードを挿入するよね
これはテレビで言うとリモコンでオンにするとき、テレビ側で全く待機電力を使わないでオンに出来るという事

これ環境発電のスイッチでしょう？

>>32
非接触ＩＣカードだと常時リモコンが電波を出していてＯＮのボタンを押すと、
ＴＶが電波を利用して電力を得ていたのを使い、ＴＶが点くわけだね。

この技術だとリモコンからの電波も必要なときだけ発信するわけか。

ゲルマニウムラジオと原理はどうちがうんだろうか。

受信アンテナに電力はいらんだろ

電子部品として売ってるやつとは別な技術？

>>7
これは電池は積んでいて無線により電源をオンにするだけのモジュール。
中身はローテクで特定の用途用に作られたものだね。
非接触ＩＣカードは電力もクロックも双方向の信号も電磁誘導によって送る。

これは爆弾テロリストには願っても無いデバイスなんだろうな。
仕込みをしておいて、遠隔から映像を観ながらスイッチを操作する。
携帯の代わりになる。ピピピとベルがなると、風呂の水が入ったり、
暖房のスイッチが入るなど、悪用には限りが無い。

ほとんど接触以外の無線送電の技術って、製品化でるでる詐欺で、

まったく市場に現れない法則