第2章 IoTシステム技術検定(基礎編)の要点まとめ

2018年12月にIoTシステム技術検定(基礎編)に無事合格しました。新しい勉強方法で勉強したので、今回は第2章を記載します。
毎週投稿して、7章まで記載します。この内容を覚えられれば、基礎編は簡単に合格できると思います。

今回の勉強法

これまでは、参考書を読んで、要点をノートにまとめるを繰り返していました。今回は参考書をそもそもKindleUnlimitedで購読していたので、ノートの方も電子化してみようと思いました。
これが結構新鮮で、結果として試験も合格できました。
今後の勉強法としても使っていこうと思っているし、この後、中級の受験も考えているのでまとめます。

使ったツールは以下です。

  • FireHD 8
    Kindleアプリを使いました。
  • KindleUnlimited
    Amazonの399円キャンペーンを使いました。
  • Mac
    自宅か図書館で勉強していたのですが、Mac版のKindleアプリをいれて勉強していました。
  • Chrome
    ブラウザです。手っ取り早く、マインドマップ化してくれるツールを探していたら、Mac版は有料ばかりで結局Chromeの拡張機能を使うことにしました。
  • MindMap Tab
    手っ取り早く、マインドマップ化してくれるツールでChromeのExtention(拡張機能)です。

参考書を読み進めながら、各単語が関連つくようにMindMapとして入力してプリントアウトして紙で持ち歩きました。(私の場合は、結局、紙にして復習するまでには至りませんでした。)

マインドマップの作り方

第2章の要点を関連つけて記載します。段落(インデント)が線になりますね。以下のような感じです。


第2章IoTデバイスを理解する
    IoTデバイス
        センサ
            検出素子
            信号前処理
            A/D変換
            信号処理(アプリケーション)
            通信モジュール
        アクチュエータ
            エネルギーを機械的物理的運動に変換し出力
        SoC(System on Chip)
            CPU
            メモリ
            通信コントローラ
    IoTゲートウェイ
    IoTサーバ
        データ加工分析
    環境、化学系センサ
        アナログ方式
        デジタル化
        IoT化
    MEMS(MicroElectroMechanicalSystems)
        微小電子機械システム
        機械的(あるいは化学的)な変化を電気信号に変換するマイクロセンサ
        機械的出力を取り出すマイクロアクチュエーター
        MEMS構造によって微小エネルギーを回収するエナジーハーベスタ
        自動車用センサ
            エアバックシステム
            ABS
            エンジン制御
            燃料噴射際ステム
        インクジェットプリンタ
            インク噴出部
        ハードディスク
            ヘッド用マイクロアクチュエータ
        スマートフォン
            モーションセンサ
            音響部品としてMEMSマイクロフォン
            RF MEMSデバイス
    温度センサ
        電気式
            サーミスタ
        熱膨張式
            熱で膨らむ効果を利用
            バイメタルはサーモスタットの部品に使用
        熱電効果を利用したもの
            ゼーベック効果
            ペルティエ効果
            工場の高熱エリアなどで利用される
        赤外線
            赤外線カメラ
            防犯カメラや病人(高熱)発見で利用
    湿度センサ
        周囲の湿度に応じて電気特性が変化しやすい材料
        電子レンジやエアコンなど湿度制御を行う機器で利用
    気圧
        圧力センサと測定原理は共通
        高度計にも利用
        ドローンに利用
    流量センサ
        配管に対して超音波を横切らせる
    化学センサ
        pH
        ガスセンサ
        ジルコニア
        土壌や大気中の有害物質濃度測定、血液検査、DNA検査、味覚測定
    バイオセンサ、ウェアラブルデバイス
        酵素反応
            尿糖
        特定ホルモンに反応するレセプタ
            免疫反応
        バイオセンサをウェアラブルにして、人の健康状態を測定
    物理センサ
        直線運動
            力
                浮力
                重力
                推進力
                圧力センサ
            加速度
                加速度センサ
            速度
                車はタイヤの回転数から相対速度を測定
                飛行機は自身が受ける風圧から速度を測定する
            変位
                位置も単独で測定困難
                GPS
        回転運動
            トルク
            角加速度
            角速度
                ジャイロセンサ
                    地磁気センサ
                        電子コンパス
                角速度センサ
                音叉
                コリオリの力
            角度
            トルクセンサ
                車のステアリングやモーターの軸
    位置検知センサ
        屋外
            緯度、経度、高度、時刻を4機以上の衛星から受信
            GNSS(GlobalNavigationSateliteSystem)
            GPS
                アメリカ
            GLONASS
                ロシア
            Compass(北斗)
                中国
        屋内
            超音波センサー
            ドップラーレーダー
            レーザ測距センサ
            無線LAN
            超広帯域無線UWB(UltraWideBand)
            BLEビーコン
    画像センサ
        画像から画像
            画像変換
            圧縮/カメラ画質改善
            可視化CT
        画像から特徴
            計測
            パターン認識
            動画像処理
            OCR
            検査装置
            ロボット
        特徴から画像
            CT/アニメ
            特撮映画
    画像データの構成
        解像度
            SD(720x480)
            Full-HD(1920x1080)
            4K(3840x2160)
        画素
            R(red)
            G(green)
            B(blue)
    デジカメの仕組み
        レンズ
            明るい
                広角
            暗い
                望遠
        カラーフィルタ
        撮像素子
            CCD
            CMOS
        プロセッサ
        記録メディア
    コンピュータビジョン
        RGB-D
            RGBに加えて奥行きも取れる。
            Kinect
        笑顔検出
        追尾機能
        人間のジェスチャー認識
        撮影シーンの認識
        IntelのOpenCVが公開されている
        AR
            スマホを通して撮影している実画像に現実には映っていない物をCGでリアルタイムに表示する技術
        VR
            コンピュータによって作り出されたサイバースペースをCGとして現実として認識
        MR
            複合現実
    エナジーハーベスティング
        環境発電
            光発電
                太陽電池
                    バルク結晶
                    アモルファスシリコン
                室内光
                    微結晶シリコン
                    薄膜シリコン
                
            熱発電
                温度差発電
                    ゼーベック素子
                    ペルティエ素子
            振動発電
                ワイドバンド型振動発電
            電波エネルギーの利用
                Suica/PASMOは電磁波で動作している。
        エナジーハーベスティングの適用
            EnOcean
                エナジーハーベスティングを利用して無線通信する
            アクエナジー
            TPMS
                タイヤの振動を利用して発電するシステム
    ロボット
        マニピュレータ
        サービスロボット
            家庭用
            医療介護
            パワードスーツ
            警備
            掃除
            見守り
            生活支援
        産業用ロボット
            3軸以上の自由度を持つ、自動制御、プログラム可能なマニピュレータ
            ティーチングペンダントで記録
            再生はティチングプレイバック
            3DCGを使ったオフラインティーチングも可能
            垂直多関節ロボット
                ロボットアーム
                    6軸が主流
                        搬送
                        溶接
                        塗装
            水平多関節ロボット
                SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm)型ロボット
                水平方向に3自由度とアーム先端に上下運動による押し込み
            直交ロボット
                ガントリーロボット
                短軸直動ユニット
            パラレルリンクロボット
                高精度で高出力
                機械加工で使用される
            用途
                溶接
                塗装など
            人と強調して働くロボット
                人間強調型ロボット
                規制緩和
                    一定の条件を満たせばロボットを安全柵などで隔離することなく作業が可能
            IoT
                ロボットにセンサを搭載し、ネットワークに接続してデータを収集し、AIを活用して生産管理やメンテナンスに利用
        フィールド用ロボット
            建設
            水中作業
            防災
            プラント保全
            農業など
        特殊環境用ロボット
        センサ系
            MEMS
            イメージ
        知能制御系
            クラウド、AI
        駆動系
            アクチュエータ
        自動運転車
            トラック
        ドローン
            配送
        RPA
        新しいロボット
            ASIMO
            AIBO
            Roomba
                ロボット掃除機
            第3次ロボットブーム
                Pepper
                RoBoHon
            今後の展望
                介護やフィールドロボットだがアクチュエータが高価
                ブレークスルー
                    ソフトアクチュエーター
                        パワードスーツ
                        マッキペン型人工筋肉
    オートノマスカー
        コネクテッドカー
        自動運転
        自動化レベル
            レベル0
                人間の運転者が、全て行う
            レベル1
                車両の自動化システムが、人間の運転者を時々支援
            レベル2
                車両の自動化システムが、いくつかの運転タスクを事実上実施することができる
            レベル3
                自動化システムは。。。
            レベル4
                自動化システムは。。。
            レベル5
                自動化システムは。。。全てのタスクを実施できる
    コネクテッドカー
        ICT端末としての機能を持つ自動車
        テレマティクス保険や車両盗難の追跡で実用化
    ドローン
        単向通信、同報通信、単信方式
            上り回線と下り回線は別の周波数
        一周波複信方式(TDD)
            上りと下りで同一周波数

出来上がった図

作成した図です。
この単語ってなに?といった時は参考書やWebで調べるようにしました。

次は3章に行きます。

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