ウェアラブル生体センサ開発に役立つセンシング通信技術と応用事例

ウェアラブル生体センサ開発の最新動向

ウェアラブル生体センサは、製造業や医療分野をはじめ、さまざまな産業で急速に導入が進んでいます。

とくにIoTや5G通信などの新技術の登場が、ウェアラブル機器の基本性能や可能性を一変させています。

手首に装着するスマートウォッチのような身近なアイテムから、作業服に縫い込まれるセンサ、さらにはヘルメット内蔵型の疲労モニタまで、応用範囲は年々拡大しています。

このような背景のもと、ウェアラブル生体センサ開発では「正確なセンシング」と「リアルタイム通信」が重要なキーポイントになります。

本記事では、私が長年現場で培った実践経験をもとに、今注目のセンシング/通信技術から具体的な応用事例までを網羅的に解説します。

ウェアラブル生体センサの基礎と必要性

生体センサとはなにか？

生体センサとは、人間の体から発せられるさまざまな生体信号を測定するセンサの総称です。

心拍数や血中酸素濃度、体温、発汗量、筋電位など、多種多様なバイタルデータを計測します。

近年ではこれらをウェアラブルデバイスとして小型化し、連続的かつ非侵襲的にデータ取得が可能となりました。

なぜ製造現場にウェアラブル生体センサが必要なのか？

昭和世代の多くは、「現場では経験と勘がすべて」という考えが根強いですが、それだけでは対応しきれない時代になっています。

熟練工の高齢化や、新人作業員の増加、また作業者の健康リスク管理への法規制強化も背景にあります。

ウェアラブル生体センサを導入することで、作業中の体調異常、熱中症リスク、過度な疲労などをリアルタイムで把握し、事故や生産ダウンを未然に防げるようになります。

バイヤー視点では、こうしたIoT対応健康管理ソリューションは、サプライヤー選定や新規事業開拓の重要な切り札となります。

主要な生体センシング技術

光学式センシング（PPG: Photoplethysmogram）

PPGは、皮膚を通して血流変化を光で読み取る手法です。

スマートウォッチなどに多用されており、心拍数や血中酸素濃度を高頻度で計測できます。

装着感の良さと小型化が容易なため、現場作業用でも人気です。

ECG（心電計測）・EMG（筋電計測）

皮膚に電極パッドを貼って、心臓や筋肉の微弱な電気信号を計測します。

耐ノイズ性や長期の安定測定がポイントで、溶接現場や重機運転者など、ハードな現場向けウェアラブル製品への応用が増えています。

ウェアラブル温度センサ・発汗センサ

研究開発現場では、高精度なサーミスタやMEMS（微小電気機械システム）を用いたセンサが普及しています。

熱中症対策や、作業強度の可視化、衣服型ウェアラブルのキーデバイスです。

発汗センサはスポーツアスリート向けの印象がありますが、近年は製造業でも休憩タイミング指示や体調モニタリングに本格利用が始まっています。

ウェアラブル生体センサ向け通信技術の変遷とトレンド

Bluetooth Low Energy（BLE）の普及

従来、ベルトポーチ型の無線装置やケーブル接続が主流でした。

現在はBluetooth LEの登場で、消費電力を大幅に抑えつつ、安定したデータ伝送が可能となりました。

現場作業着に装着しても、電池交換や充電頻度を最小限に抑えられるのが強みです。

また、複数の作業者デバイスから同時にデータ収集する「マルチポイント通信」対応機器も拡大中です。

LPWA（LoRa, Sigfoxなどの省電力広域通信）

工場や屋外現場など、Wi-FiやBluetoothの電波が届きにくいエリアでは、LPWA通信が威力を発揮します。

例えば広大な敷地を持つプラントや土木現場、鉱山など、従来では監視が難しいエリアでも、バイタルデータのモニタリングが現実のものとなりました。

5G/ローカル5Gの活用

超低遅延・広帯域で多台数を同時接続できる5Gは、負荷の重いリアルタイムモニタリング向けに期待されています。

今後はローカル5Gネットワークを構内に敷設し、現場の全作業員のデータを一元管理する大規模なIoT基盤が主流になるでしょう。

独自メッシュネットワークの開発事例

トンネルや大型プラントのような特殊環境では、メッシュネットワークを組み込んだウェアラブル製品も登場しています。

この方式なら中継ノードを設置することで、電波の死角までしっかりカバーでき、現場の安全性を飛躍的に向上させます。

製造現場での応用事例

工場作業員の体調監視と事故防止

某自動車部品メーカーでは、作業員の腕時計型デバイスで心拍数・体温・加速度を計測、異常なバイタル信号や転倒を検知するとすぐに管理室へ通知が届きます。

特に夏場は熱中症リスクが高く、バイタル異常時はスマホに自動でアラートが表示され、迅速な救護が可能となりました。

熟練者の動作パターン解析と作業標準化

熟練工と新人作業者双方にウェアラブルセンサを装着し、身体の動きを詳細に記録した実験も進んでいます。

筋電センサや加速度センサで、「理想的な作業モーション」や「注意すべき動線」をデータ化し、教育コンテンツや作業手順標準化に役立てられています。

これにより、一子相伝的だった技能やノウハウを「見える化」し、短期間で全員が一定水準に到達しやすくなりました。

工場自動化・AGVの安全制御連携

AGV（無人搬送車）やロボットと人が協働する現場では、作業者の居場所やバイタル状態をウェアラブルセンサ経由で管理するケースが増加しています。

作業員の体調が不良の際にはAGVの自動走行を限定したり、協働ロボットの動作スピードを落とすなど、「人を守る自動化」への進化が進んでいます。

調達購買・サプライヤー選定におけるウェアラブル生体センサの着目ポイント

バイヤーが重視すべき仕様や指標

・センサ精度（現場ノイズや汗・汚れの影響を排除できるか）
・連続稼働時間（電池のもちや省電力性）
・無線通信範囲・安定性（工場環境での実力値）
・データセキュリティ（個人情報保護設計、クラウド連携可否）
・装着性・クリーニング性（現場作業に支障なく使えるか）

こうした項目を現場実機テストで確認することが、バイヤーや技術担当の目利き力につながります。

サプライヤー側が理解しておくべきバイヤー心理

導入コストやIT管理負担だけでなく、「本当に現場で使われるのか？」「現場作業者から反発やトラブルはないか？」といった運用面や現場事情にバイヤーは敏感です。

また「社内システムとの連携」「カスタマイズ対応性」「リース/保守契約の柔軟さ」も重要視されるポイントです。

単なる技術提案を超え、「現場に根付く業務習慣」や「安全衛生管理の実情」まで深く理解することで、差別化した製品提案が可能となります。

今後の課題と展望 ― アナログからデジタルへの現場変革

製造業はいまだに昭和的なマニュアル管理や、熟練工の経験に依存した業界体質が色濃く残っています。

ウェアラブル生体センサとセンシング通信技術の導入は、この「職人の勘」から「データに基づく判断」への大変革を後押しします。

一方で、現場の抵抗感や情報流出リスク、センサ精度や装着感への不満といった課題も山積しています。

技術開発だけでなく、
・現場の声を吸い上げたUI/UXの追求
・導入支援サービス（現場教育、データ活用コンサルティングなど）の強化
・産官学連携での法制度整備や業界規格化
など、“現場に根差した”変革姿勢が求められるでしょう。

まとめ：ウェアラブル生体センサの可能性を現場目線で追求しよう

ウェアラブル生体センサとセンシング通信技術は、今や「労働安全衛生対策」「生産性向上」「技能伝承」の3点を同時に実現する、新たな現場改革の鍵です。

バイヤーをめざす皆さんには、机上の技術スペックだけでなく、現場ニーズや運用課題までリアルに考える視点を強く持つことをおすすめします。

サプライヤーの方も、“現場に寄り添ったウェアラブル提案”でバイヤーの信頼と新市場の扉を開いていけるはずです。

そして、業界全体としては、アナログ的な価値観と最先端のセンシング通信技術をブリッジする、ラテラルシンキング（水平思考）的な発想の融合こそが、次の飛躍を生む原動力となると確信しています。

現場で磨いた知恵と、最新テクノロジーの出会いが、日本製造業の新たな地平を切り拓く――。
そんな未来を、皆さまと共に描いていきたいと思います。