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スマートフォンなど既存のインフラを転用することでシステムの導入コストを大幅に低減したり、アンテナだけでなく無線送信回路も印刷技術で作製したりしたRFIDタグやIoT端末が登場してきた。導入コストやメンテナンスコストが大幅に下がることで、RFIDタグのコスト1円/枚が視野に入り、普及に拍車がかかりそうだ。

 商品に貼り付けて物流を管理するRFIDタグや各種センサーを備えたIoT端末に技術的変革の動きが出てきた。これまでRFIDタグやIoT端末に付きまとっていた課題を解決することで、導入コストやメンテナンスコストが大幅に下がることにつながり、これまで導入が進んでいなかった分野や用途に、同技術が広く普及する可能性が高まってきた。

 RFIDタグやIoT端末の課題は、大きく4種類ある(図1)。(1)RFIDのリーダー/ライターのコストが高い、(2)RFIDタグの導入コストが高い、(3)IoT端末の導入および電池の交換などのメンテナンスコストが高い、(4)無線のセキュリティーが心配、といった点で、(1)~(3)はいずれもコストに関する課題である。

図1 RFIDタグ/IoT端末の永遠の課題?
図1 RFIDタグ/IoT端末の永遠の課題?
RFIDタグやIoT端末に付きまとっていた課題が、新発想の技術で解決に向かう可能性が出てきた。
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チップと実装のコストが相反

 RFIDの歴史は長いが、導入コストやメンテナンスコストは当初期待されていたほどには下がっていない。

 例えば最近のRFIDタグ1枚の価格はおよそ10円前後のもようだ。価格の高い商品や箱に付ける場合はよいが、1000円以下の商品1つ1つに貼るには高過ぎる。加えて、RFIDリーダー/ライターなども、インフラの導入コストとしてのしかかってくる。さらなる利用拡大のためには、RFIDタグを1円/枚以下にする必要があるというのが関係者の認識だ。しかし、実現の道筋は不透明だった。

 RFIDのコストが下がらない理由は幾つもある。(a)920MHz帯などの無線周波数帯を用いる上に、複数の無線通信規格があるために量産効果が働いていない、(b)RFIDタグのうち、アンテナ部分は塗布プロセスなどで低コスト化できても、無線通信ICの製造コストが高止まりしている、(c)そのICの製造コストを下げようとして超小型にすると、今度はICをタグへ実装する際のコストが上がってしまう、といった点だ。

 RFIDタグに電池などを持たせた上でセンサーを付けるなど多機能にしたのがIoT端末といえるが、電池のコストや交換コストの高さが長い間の課題だった。

 (4)のセキュリティーは、これらの低コスト化と相反する。低コスト化のためにRFIDタグやIoT端末を簡素化するとセキュリティーも低下してしまうのである。

タッチパネルをリーダーに

 こうした閉塞状況を打開するアイデアを示したのがベルギーの研究機関imec、ボードゲーム大手の同Cartamundi、オランダTNOのチーム、およびイスラエルWiliotだ。それぞれが「人の褌(ふんどし)で相撲を取る」、つまり既存の他のシステムをタダで拝借する技術を開発した。

 imecが利用した“褌”が、スマートフォンなどの静電容量型タッチパネルだ(図2)。これをRFIDのリーダーとして利用する。スマホはもはや誰でも携帯しているので、リーダーやその上流となるネットワークインフラの導入費用をほぼゼロにできる。「世界で約45億台のスマートフォンとタブレット端末、車載や家電のタッチパネルなどが追加費用なしに利用可能」(imecの論文1))。

(a)imecのRFIDタグ「c-touch」とそのリーダー(スマートフォン)
(a)imecのRFIDタグ「c-touch」とそのリーダー(スマートフォン)
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(b)c-touchの拡大写真
(b)c-touchの拡大写真
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(c)c-touchの回路構成とタッチパネルとの関係
(c)c-touchの回路構成とタッチパネルとの関係
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図2 既存のタッチパネルがRFIDリーダーに
imecが開発したRFIDタグ「c-touch」とそのリーダー(a~b)。タッチパネルを実装したほとんどのスマートフォンがリーダーになる。このタグを薄膜電池または太陽電池と共に管理したいモノに貼り付けておくと、専用アプリを入れたスマホをタッチするだけで、12ビットのID番号が分かる(c)。タッチの際、c-touchの接地した電極に対して、別の電極の電位を変調すると、タッチパネル上で指を滑らせた時と同様に情報がスマホ側に伝わる。(写真と図:imec)