本文上篇中（點擊此處查看上篇(http://cafeforensic.com/article/202502/466754.htm)），北陸先端科學技術大學院大學副校長丹康雄教授（TAN Yasuo）以石川科學園區(qū)建造的一座安裝有近1000個不同種類傳感器的智能家居實證試驗大樓（上圖）為例，說明實現(xiàn)“近未來”智能家居需要物聯(lián)網及AI技術的進步。那么，理想的智能家居需要哪些技術？開發(fā)和提供這些基礎技術的供應商，將發(fā)揮什么作用？

構建理想智能家居需引進何種技術？

住宅中生活的人們特征各異，有男女老少，也有生活習慣及價值觀等各不相同的人。智能家居便是通過將前沿的信息通信技術引進如此多樣的場所而實現(xiàn)的。應引進什么樣的技術，以及其有效性、易用性乃至安全性，都需要從多個角度進行仔細驗證。

石川科學園區(qū)內旨在探討未來智能家居中所需技術的實證試驗大樓，按照建筑學會的標準設計設置了房間布局，并明確界定了住戶的概況（家庭成員構成、每位住戶的日常行動等），居住環(huán)境由此而成。實證試驗大樓內部和周圍安裝了各式傳感器和構成智能家居的多種裝置及設備，對尚未向市場投放的構建智能家居的新技術、裝置和設備進行提前驗證。此外，這里還連接了模擬電力網絡和廣域通信網絡的系統(tǒng)，用來驗證智能家居和社會能否順利安全地合作運行。

丹教授認為，智能家居的作用應該總是以住戶為中心，想住戶所想，支持他們的生活。在開發(fā)智能家居的基本技術和系統(tǒng)時，需要考慮到住戶的引進目的和屬性是千差萬別的。智能家居和智能大樓（即讓建筑本身具備智能化）在構成系統(tǒng)的技術方面不同。就普通住宅而言，沒有管理人員來構建和運行系統(tǒng)。而且，住宅落成后，住戶往往會使用初始設計階段所沒有設想到的機器和設備，并將其連接到家庭網絡。也就是說，開發(fā)智能家居的技術需要以之后不斷多樣化和復雜化為前提。

智能家居標準化技術需要做到即插即用，一旦連接，就能簡單穩(wěn)定地運行。如果智能家居的技術需要專業(yè)知識，就無法得到大范圍普及。所以需要引進前沿的信息通信技術，使其在使用時能做到簡單方便，就像家電那樣把插頭連接到電源插座上就能使用。

傳感器及電子元件需要如何發(fā)展？

首先，我們期待將數據傳輸到云平臺的通信技術和與此相關的電子元件都能取得進步。丹教授介紹說，在理想情況下，我們希望在一個普通住宅中安裝大約1000個不同種類的傳感器。然而，在我們用來驗證新技術的實證試驗大樓中，許多傳感器都是通過有線連為一體的，如果這樣的話安裝傳感器需要大量的人力和成本，而且很難收集到適當且準確的數據。

當然，也可采取使用無線技術的方法。但是，即使技術規(guī)格上能夠連接數萬個區(qū)域，在現(xiàn)實中也無法做到在連接1000個傳感器的狀態(tài)下，無論何時都能穩(wěn)定地傳輸所需的數據量。我們需要一個系統(tǒng)，以確保每個節(jié)點都能獨立運行，可連接1000個傳感器，并能順利進行數據傳輸。

雖然使用有線系統(tǒng)能較為容易地進行穩(wěn)定的數據傳輸，但仍需更易于安裝的有線技術。為此，我們成立了一個相關團體，旨在于日本推行“單對以太網（Single Pair Ethernet，SPE）”，即能實現(xiàn)成本更低、空間更省的傳感器連接的物聯(lián)網通信技術。我們認為，這項技術對于在住宅內方便地實現(xiàn)多個傳感器聯(lián)網非常有效，可望成為一種解決方案。

也就是說，要安裝1000個傳感器，可能需要一些技術創(chuàng)新。

作為將更多傳感器導入住宅的方法，還可以站在截然不同的角度進行探討。

首先是使用內置于現(xiàn)有家電產品和住宅設備中的傳感器。這種使用方法旨在以更少的投資利用更多的傳感器。例如，在實際驗證其效果的地區(qū)，收集聯(lián)網的空氣凈化器等物聯(lián)網家電中的內置傳感器所提供的氣溫及濕度等數據，并存儲到數字田園都市數據合作基礎的云平臺。然后嘗試將這些數據與住戶信息關聯(lián)起來，便能了解每個老人的生活節(jié)奏和居家情況。這一舉措旨在為高齡者提供醫(yī)療保健、災害應對措施和能源管理服務。近年來的家電產品標配有多種傳感器，能實現(xiàn)有效且附加價值較高的功能，其中還有部分機種可以收集空氣質量、氣味、灰塵、二氧化碳等富有價值的信息。我們嘗試將家電產品連接到網絡，利用能使各個設備都發(fā)揮其功能的傳感器，以收集其他目的的數據。當然，如果能將那些可收集到更多樣、更準確數據的傳感器搭載到家電產品中，就再好不過了。

此外，盡管在家庭使用領域尚未實現(xiàn)，還可考慮賦予傳感器本身移動功能的方法。近年來，為了提高橋梁等道路基礎設施的檢查和維護工作的效率，人們開始使用無人機進行檢查。雖然在橋梁的關鍵點安裝物聯(lián)網傳感器也能收集數據，但使用無人機可更靈活地根據目的和情況收集數據。此外，住宅內總會有一些僅靠固定安裝的傳感器無法解決的地方。此外，也可能出現(xiàn)需要根據具體情況來集中收集信息的情況。例如，住宅內的家電和設備是否在運行，只要觀察各自安裝的移動顯示LED指示燈等便能一目了然。如果通過安裝攝像頭來監(jiān)控每個設備，效率會很低，但如果在清潔機器人等可在住宅內移動的設備上安裝傳感器及攝像頭，就能以移動方式來收集信息。

通用多功能傳感器或將問世

在智能家居大范圍普及的時代，為了提高智能家居的整體功能和性能，丹教授認為，各式各樣家用電器即使制造商不同，都應普遍搭載標準化的通用多功能傳感器，以更高的精度收集更多數據，這才是理想的狀態(tài)。

當然，也可以在住宅內各處安裝具有同樣傳感功能的數據收集專用物聯(lián)網終端，但對于設置僅具備傳感功能的設備且持續(xù)耗電，有些人可能就會有抵觸心理吧。因此，在家電產品等中搭載通用多功能傳感器才是更自然的做法。事實上，某家電制造商已將傳感器及話筒這些看似超規(guī)格的設備與通信模塊一體化后，搭載到自家公司生產的家電產品中。作為物聯(lián)網家電，該公司產品備受好評。

一般來說，傳感器是一種可根據功能及性能進行細分的多品種產品。如果對通用多功能傳感器的需求增加，就會形成少品種大批量生產的局面，那么對于傳感器制造商來說，可能會出現(xiàn)事業(yè)效率得以提高的裨益，從而可能成就傳感器業(yè)務的新方案。

跨行業(yè)協(xié)作，跨業(yè)務共識

智能家居相關企業(yè)應為多樣化的理想協(xié)作準備的相關標準和框架。我們需要建立一個相關場所，讓多種多樣的公司能夠共同思考智能家居，在討論、合作并達成一致的同時不斷進行技術及產品開發(fā)并提供服務。如果各公司之間無法順利開展合作，那么智能家居也將無法發(fā)揮其功能，因此各公司都需要在考慮其他公司立場的同時，不斷推進開發(fā)和事業(yè)化。明確實現(xiàn)智能家居的整體藍圖，明確各行業(yè)的職責和定位，并朝著達成共識的方向前進，這一點至關重要。

在此過程中可能會出現(xiàn)一些并不屬于任意一家公司業(yè)務范圍的領域，我們認為大學及國家需要在這些領域提供一些方向性的指導。而一般財團法人電子信息技術產業(yè)協(xié)會（JEITA）的智能家居部會正在積極開展相關活動，以推動這種跨行業(yè)跨業(yè)務的共識。

具有系統(tǒng)思維的元器件廠商

包括傳感器及對實現(xiàn)通信功能來說不可或缺的電子元件等在內，智能家居中這些不可或缺的技術的供應商將發(fā)揮很大的作用。

設備制造商往往是在認識到應用市場的規(guī)模之后才會參與公司間合作及行業(yè)團體的活動。丹教授認為，就像智能家居一樣，如果能讓設備制造商從共同建設未來市場的階段便參與進來，那么整個系統(tǒng)將從設備層面加速進化。屆時，我們就會去討論智能家居整體系統(tǒng)的理想狀態(tài)，因此我希望看到那些具有系統(tǒng)思維的設備開發(fā)商都能積極參與其中。

在Society5.0時代，各式各樣的設備及系統(tǒng)、乃至政府系統(tǒng)都將實現(xiàn)數字化連接。除了眼前能看到的業(yè)務之外，在未來即將到來的時代需要什么樣的設備，我希望大家都能一起去探索。

總結

傳感器等電子元件的進化有助于智能家居的高度化和普及。丹教授表示，智能家居需要利用許多不同的傳感器以確保系統(tǒng)能夠時刻關注住戶的狀態(tài)和情況。不過，他也指出，為了將高度的信息通信技術更順利地引入家庭并進行操作，需要開發(fā)出人人都能方便地掌握的技術。

當然，通過空氣凈化器等內部搭載的傳感器，智能家居的實證試驗已經開始，由此可見，即使利用現(xiàn)有的傳感器及通信零部件，也能實現(xiàn)智能家居。但是，為了進一步提升智能家居的水準，并推行到更多的家庭，則需要從電子元件層面取得技術方面的進化。隨著智能家居的構建及不斷進化，有可能會產生與以往傳感器及通信零部件不同的技術趨勢。

村田制作所一直積精致力于傳感器及通信零部件的開發(fā)與提供，以滿足家電產品到數據中心等使用的前沿設備等各式應用設備的要求。我們相信，在開發(fā)和供應智能家居所需的新零部件方面，我們將大有作為。