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宮城県仙台市新庁舎建替現場および東北大学青葉山新キャンパスにおいて実現場におけるAI活用の実証実験を開始
[25/12/05]
提供元：PRTIMES
提供元：PRTIMES
メタサーフェス反射板を用いた通信環境の安定確立およびエッジ・クラウドAI連携による通信負荷軽減を実現し、AI・ロボット活用による業務省力化・省人化を目指す
NTTドコモビジネス株式会社（旧NTTコミュニケーションズ株式会社）、ドコモ・テクノロジ株式会社、国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT（エヌアイシーティー））、株式会社ポケット・クエリーズ、株式会社横須賀リサーチ・パーク、株式会社大林組、国立大学法人東北大学、仙台市、他2社は、実現場におけるAI活用に係る実証実験（以下、本実証）を2025年12月5日から2025年12月19日まで実施します。
本実証では、通信環境に応じた異常検知エッジ・クラウドAI（※1）の分散処理により、通信量の削減効果を検証するとともに、メタサーフェス反射板（※2）での送受信端末位置に応じた適応的な電波反射方向制御により不感エリア解消の効果を検証します。
本実証は、総務省の令和6年度補正予算「地域社会DX推進パッケージ事業（AI検証タイプ）」（※3）（以下、実証事業）の採択を受け、実施します。
1．背景と目的
労働力不足という社会課題を背景に、工事現場や農場などの現場では、危険な場所での作業や広い範囲での業務が求められています。そのため、現場でのリアルタイム監視や自動制御を安定化させ、省人化を実現するために、AIやロボットの活用が必要とされています。これらの技術を効果的に運用するためには、現場とクラウド間で映像や制御データをやり取りするための安定した通信環境の確保が不可欠となりますが、建物・地形などの遮蔽（しゃへい）で電波が届かない地点の発生や、広大なエリアを漏れなくカバーするための基地局配置や出力設計が困難であることが課題となっています。さらに、AIの導入にあたっては、オンプレミス環境での処理ではなくオンライン構成（※4）が主流になっていますが、カメラ映像などの大容量データをクラウドに送信して分析をする際、通信負荷や帯域確保が技術的な課題として顕在化しています。
本実証は、こうした課題に対応するため、移動可能なロボットが通信制約のある環境下でも安定してAI画像解析を行えるよう、メタサーフェス反射板による通信不感エリア（※5）の解消と、画像解析AIのエッジ・クラウド連携における通信量削減を実証します。エッジ・クラウド連携では、整った通信環境のもとで画像データの前処理をエッジ側で行い、必要なデータのみをクラウドへ送信することで、通信量と計算負荷を最適化します。これにより、実社会でのAI・ロボット活用の拡張性の検討を目指します。
仙台市は東北唯一の政令指定都市として、常に東北地域の産業の発展をけん引しており、仙台市における実証成果は、同様の労働力不足の課題を抱える東北地方の他地域や多様な産業分野に横展開していく効果が高いことから本実証のフィールドとして適しています。
2．本実証の概要と検証内容について
本実証では、通信環境に応じた異常検知エッジ・クラウドAIの分散処理により、通信量削減効果を検証するとともに、メタサーフェス反射板での送受信端末位置に応じた適応的な電波反射方向制御により不感エリア解消の効果を検証します。
実証実験に関する詳細な技術要素と構成、各社の役割については、【実証実験での各社の役割および使用する技術要素と構成】に記載いたします。
（1）通信環境に応じた異常検知エッジAI・クラウドAI連携による通信量削減
動きベクトル（※6）を基に対象物を検出するAIを活用した高性能なエッジAI・クラウドAIシステムとロボットに搭載したカメラとを組み合わせることで、場所や時間帯に左右されず監視や安全確保の達成・監視業務の省人化を目指します。
＜仙台市役所本庁舎整備第1期建築工事現場における実証内容＞
・工事現場における噴煙監視を取り上げ、煙の検出を通して異常検知エッジAI・クラウドAI連携の通信量削減効果を評価します。
・実際の建築現場におけるユースケースを想定し、足元が土で周囲に建材や足場、建設途中の建物が存在し、背景が遮音や目隠しのための仮囲いなどになっている映像データを解析対象とします。
・主に作業者がいないときの自動噴煙監視を想定しているため、人の映り込みは基本的にない環境で実施します。
・一方、工事現場では、不審者の侵入も監視対象となることから、同様の環境における人物検出についても評価します。
＜東北大学青葉山新キャンパスにおける実証内容＞
・農場における鳥獣監視を取り上げ、鳥獣の検出を通して異常検知エッジAI・クラウドAI連携の通信量削減効果を評価します。
・実際の鳥獣害対策のユースケースを想定し、広域環境で任意の鳥獣監視視点を実現できる移動ロボットに搭載したカメラによる取得映像を解析対象とします。
（2）メタサーフェス反射板による電波不感エリアの解消
5G通信やWiGig（※7）といった大容量通信が実現できる高周波帯電波の、不感エリアをメタサーフェス反射板により適応的に削減することを目指します。
＜仙台市役所本庁舎整備第1期建築工事現場における実証内容＞
・工事現場内の公衆5Gの不感エリアに対し、メタサーフェス反射板を活用して電波を反射させてエリア拡張の有効性を検証します。
＜東北大学青葉山新キャンパスにおける実証内容＞
・キャンパス内の公衆5G、LTEの不感エリアに対し、メタサーフェス反射板を活用して電波を反射させてエリア拡張を行い、合わせて動的な反射方向制御を適用することで柔軟なエリア拡張の有効性を検証します。
・28GHz動的メタサーフェス反射板の実証にあたっては、Mobile GNSS（※8）を走行型移動機（ローバー）に取り付け、リアルタイムでの高精度な位置情報（緯度・経度）の取得を行うことで、メタサーフェス反射板の追従性を検証します。
＜実証イメージ＞
[画像1: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/118168/138/118168-138-7602338a536d5faf141463ce0cad4dee-1280x720.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
＜実証フィールドと機器配置図＞
[画像2: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/118168/138/118168-138-0edd1a8ca4aabe1957e8d8e0e4032825-1280x720.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
仙台市役所本庁舎整備第1期建築工事現場
[画像3: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/118168/138/118168-138-004abae5c60a9dedf6e0716cf59cb39a-964x720.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
東北大学青葉山新キャンパス
3．今後の展開
本実証で得られた成果や知見は、仙台市におけるAI活用による省力化・省人化の推進に生かすとともに、全国の類似分野や業種でのAI活用の社会実装に向けた検討に役立てます。
AI連携型の情報処理基盤と通信範囲拡張の技術を組み合わせたソリューションを他分野・異業種に展開し、AIやロボットの活用による省人化を目指すことで、社会全体の労働力不足の解決に努めてまいります。
【実証実験での各社の役割および使用する技術要素と構成】
本実証は、総務省の令和6年度補正予算「地域社会DX推進パッケージ事業（AI検証タイプ）」によるAI活用の実証実験の一つで、NTTドコモビジネス株式会社を代表機関とした7社で構成されるコンソーシアム、および協力機関であるNTTアクセスサービスシステム研究所、国立大学法人東北大学、仙台市で実施します。本実証での各社の役割と使用する技術要素・構成は以下の通りです。
＜実証実験の構成＞
[画像4: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/118168/138/118168-138-86c096f3ac50a2b5098a485cd824adbd-1280x583.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
＜活用技術＞
AI
・従来の映像解析（AI）が苦手とする不定形状（噴煙）を持つオブジェクトの検出を対象として、映像解析技術の応用を想定した下記条件での実証。
1．ロボット搭載時等AI学習時と検出時において画角が完全に一致しない状況での検出精度の検証
2．昼間・夜間や気象条件を含む外的要因に対する検出精度の検証
3．通信回線帯域幅に応じて最適化される映像ビットレートに対する検出精度の検証
・エッジ側での通信状況を把握して、その状況に合わせた形で、エッジとクラウドのそれぞれでの映像AIを連携利用することで、検出精度を低下させることなくデータ通信量および計算量が削減でき、通信資源および計算資源を有効活用できることの実証。
・実際の点検・監視等を想定して、クラウド対応型映像監視プラットフォームを構築し、エッジ・クラウド間連携処理の実社会への実装可能性の実証。
通信
・既存の公衆5G（4.5GHz帯、28GHz帯）に対して、AI電波方向制御を見据えたメタサーフェス反射板（可搬型の静的反射板）を使用することによる適応的な通信環境の構築と、移動巡視ロボットとの高速無線通信を確保することによる、エッジ・クラウド連携映像AIとの組み合わせ効果の検証。さらに、実験局（無線局免許を取得）により構築する公衆5G（28GHz帯）に対して、動的反射板を使用した場合の同様の検証。
・WiGig（60 GHz帯）に動的反射板制御を適用したシステムを使用し、屋内の遠隔監視拠点への監視映像の安定した伝送、複数端末収容も想定した基地局アンテナ指向性制御の適用効果の検証。
＜各社の役割と技術要素＞
[表: https://prtimes.jp/data/corp/118168/table/138_1_ce259eec70076716626f8e91871a0fda.jpg?v=202512050217 ]
※1 カメラ側に軽量エッジAI機能を搭載し、クラウドに高度なAI処理を実装して、エッジでの検出状況や映像取得環境に応じてクラウドAIへのデータ送信制御を実施します。エッジとクラウドのそれぞれで画像解析AIを連携利用することで、検出精度を低下させることなくデータ通信量および計算量が削減でき、通信資源および計算資源を有効活用することが狙いです
※2 メタサーフェス反射板とは、電波の波長に対して小さいサイズの構造体を周期配置して任意の誘電率・透磁率を実現する人工媒質（メタマテリアル）のデバイスを用いた反射板で、電波の反射する方向や周波数帯を自由に設計することができます。基地局からの電波をメタサーフェス反射板を用いて任意の方向に反射させることが可能であることから、建物などの遮蔽（しゃへい）物の陰となって電波が届き難い場所に対してサービスエリアを拡大することが可能です
※3 令和6年度補正予算「地域社会DX推進パッケージ事業（AI検証タイプ）」の選定結果については下記をご参照ください
https://www.soumu.go.jp/menu_news/s-news/01ryutsu06_02000432.html
※4 オンライン構成とは、AIの処理に必要な高性能ハードウェアの導入コストや運用負荷を避けるため、社内サーバーではなくインターネット経由でクラウド上のAIサービスや計算リソースを利用する仕組みです
※5 通信不感エリアとは、山間部・トンネル・地下などの地形的要因やそもそも通信基地局の電波が届かないことによって、電波の受信強度が弱い、または、全く受信できず、通信サービスが利用できない地域を指します
※6 動きベクトルとは、「ある時刻の映像フレームから次のフレームにかけて、画素（ピクセル）がどの方向にどれだけ動いたか」を表すベクトルで、AIは「何が、どこに、どのくらいの速さで動いているか」を定量的に把握することが可能です
※7 WiGig（Wireless Gigabit）は、60GHz帯のミリ波電波を使用した高速無線通信が可能な無線LAN規格の一種です
※8 Mobile GNSSは、世界最小クラスのGNSS受信機を活用した高精度位置情報取得サービスです。RTK測位技術（衛星測位システム（GNSS）から取得した位置情報をベースに、NTTドコモが地上に敷設されている基準局からの補正情報を加えることで、位置情報の精度を上げる技術）を活用することで、一般的なGPSと比較しはるかに高精度な位置測位を手のひらに収まる端末1つで実現します
NTTドコモビジネス株式会社（旧NTTコミュニケーションズ株式会社）、ドコモ・テクノロジ株式会社、国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT（エヌアイシーティー））、株式会社ポケット・クエリーズ、株式会社横須賀リサーチ・パーク、株式会社大林組、国立大学法人東北大学、仙台市、他2社は、実現場におけるAI活用に係る実証実験（以下、本実証）を2025年12月5日から2025年12月19日まで実施します。
本実証では、通信環境に応じた異常検知エッジ・クラウドAI（※1）の分散処理により、通信量の削減効果を検証するとともに、メタサーフェス反射板（※2）での送受信端末位置に応じた適応的な電波反射方向制御により不感エリア解消の効果を検証します。
本実証は、総務省の令和6年度補正予算「地域社会DX推進パッケージ事業（AI検証タイプ）」（※3）（以下、実証事業）の採択を受け、実施します。
1．背景と目的
労働力不足という社会課題を背景に、工事現場や農場などの現場では、危険な場所での作業や広い範囲での業務が求められています。そのため、現場でのリアルタイム監視や自動制御を安定化させ、省人化を実現するために、AIやロボットの活用が必要とされています。これらの技術を効果的に運用するためには、現場とクラウド間で映像や制御データをやり取りするための安定した通信環境の確保が不可欠となりますが、建物・地形などの遮蔽（しゃへい）で電波が届かない地点の発生や、広大なエリアを漏れなくカバーするための基地局配置や出力設計が困難であることが課題となっています。さらに、AIの導入にあたっては、オンプレミス環境での処理ではなくオンライン構成（※4）が主流になっていますが、カメラ映像などの大容量データをクラウドに送信して分析をする際、通信負荷や帯域確保が技術的な課題として顕在化しています。
本実証は、こうした課題に対応するため、移動可能なロボットが通信制約のある環境下でも安定してAI画像解析を行えるよう、メタサーフェス反射板による通信不感エリア（※5）の解消と、画像解析AIのエッジ・クラウド連携における通信量削減を実証します。エッジ・クラウド連携では、整った通信環境のもとで画像データの前処理をエッジ側で行い、必要なデータのみをクラウドへ送信することで、通信量と計算負荷を最適化します。これにより、実社会でのAI・ロボット活用の拡張性の検討を目指します。
仙台市は東北唯一の政令指定都市として、常に東北地域の産業の発展をけん引しており、仙台市における実証成果は、同様の労働力不足の課題を抱える東北地方の他地域や多様な産業分野に横展開していく効果が高いことから本実証のフィールドとして適しています。
2．本実証の概要と検証内容について
本実証では、通信環境に応じた異常検知エッジ・クラウドAIの分散処理により、通信量削減効果を検証するとともに、メタサーフェス反射板での送受信端末位置に応じた適応的な電波反射方向制御により不感エリア解消の効果を検証します。
実証実験に関する詳細な技術要素と構成、各社の役割については、【実証実験での各社の役割および使用する技術要素と構成】に記載いたします。
（1）通信環境に応じた異常検知エッジAI・クラウドAI連携による通信量削減
動きベクトル（※6）を基に対象物を検出するAIを活用した高性能なエッジAI・クラウドAIシステムとロボットに搭載したカメラとを組み合わせることで、場所や時間帯に左右されず監視や安全確保の達成・監視業務の省人化を目指します。
＜仙台市役所本庁舎整備第1期建築工事現場における実証内容＞
・工事現場における噴煙監視を取り上げ、煙の検出を通して異常検知エッジAI・クラウドAI連携の通信量削減効果を評価します。
・実際の建築現場におけるユースケースを想定し、足元が土で周囲に建材や足場、建設途中の建物が存在し、背景が遮音や目隠しのための仮囲いなどになっている映像データを解析対象とします。
・主に作業者がいないときの自動噴煙監視を想定しているため、人の映り込みは基本的にない環境で実施します。
・一方、工事現場では、不審者の侵入も監視対象となることから、同様の環境における人物検出についても評価します。
＜東北大学青葉山新キャンパスにおける実証内容＞
・農場における鳥獣監視を取り上げ、鳥獣の検出を通して異常検知エッジAI・クラウドAI連携の通信量削減効果を評価します。
・実際の鳥獣害対策のユースケースを想定し、広域環境で任意の鳥獣監視視点を実現できる移動ロボットに搭載したカメラによる取得映像を解析対象とします。
（2）メタサーフェス反射板による電波不感エリアの解消
5G通信やWiGig（※7）といった大容量通信が実現できる高周波帯電波の、不感エリアをメタサーフェス反射板により適応的に削減することを目指します。
＜仙台市役所本庁舎整備第1期建築工事現場における実証内容＞
・工事現場内の公衆5Gの不感エリアに対し、メタサーフェス反射板を活用して電波を反射させてエリア拡張の有効性を検証します。
＜東北大学青葉山新キャンパスにおける実証内容＞
・キャンパス内の公衆5G、LTEの不感エリアに対し、メタサーフェス反射板を活用して電波を反射させてエリア拡張を行い、合わせて動的な反射方向制御を適用することで柔軟なエリア拡張の有効性を検証します。
・28GHz動的メタサーフェス反射板の実証にあたっては、Mobile GNSS（※8）を走行型移動機（ローバー）に取り付け、リアルタイムでの高精度な位置情報（緯度・経度）の取得を行うことで、メタサーフェス反射板の追従性を検証します。
＜実証イメージ＞
[画像1: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/118168/138/118168-138-7602338a536d5faf141463ce0cad4dee-1280x720.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
＜実証フィールドと機器配置図＞
[画像2: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/118168/138/118168-138-0edd1a8ca4aabe1957e8d8e0e4032825-1280x720.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
仙台市役所本庁舎整備第1期建築工事現場
[画像3: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/118168/138/118168-138-004abae5c60a9dedf6e0716cf59cb39a-964x720.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
東北大学青葉山新キャンパス
3．今後の展開
本実証で得られた成果や知見は、仙台市におけるAI活用による省力化・省人化の推進に生かすとともに、全国の類似分野や業種でのAI活用の社会実装に向けた検討に役立てます。
AI連携型の情報処理基盤と通信範囲拡張の技術を組み合わせたソリューションを他分野・異業種に展開し、AIやロボットの活用による省人化を目指すことで、社会全体の労働力不足の解決に努めてまいります。
【実証実験での各社の役割および使用する技術要素と構成】
本実証は、総務省の令和6年度補正予算「地域社会DX推進パッケージ事業（AI検証タイプ）」によるAI活用の実証実験の一つで、NTTドコモビジネス株式会社を代表機関とした7社で構成されるコンソーシアム、および協力機関であるNTTアクセスサービスシステム研究所、国立大学法人東北大学、仙台市で実施します。本実証での各社の役割と使用する技術要素・構成は以下の通りです。
＜実証実験の構成＞
[画像4: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/118168/138/118168-138-86c096f3ac50a2b5098a485cd824adbd-1280x583.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
＜活用技術＞
AI
・従来の映像解析（AI）が苦手とする不定形状（噴煙）を持つオブジェクトの検出を対象として、映像解析技術の応用を想定した下記条件での実証。
1．ロボット搭載時等AI学習時と検出時において画角が完全に一致しない状況での検出精度の検証
2．昼間・夜間や気象条件を含む外的要因に対する検出精度の検証
3．通信回線帯域幅に応じて最適化される映像ビットレートに対する検出精度の検証
・エッジ側での通信状況を把握して、その状況に合わせた形で、エッジとクラウドのそれぞれでの映像AIを連携利用することで、検出精度を低下させることなくデータ通信量および計算量が削減でき、通信資源および計算資源を有効活用できることの実証。
・実際の点検・監視等を想定して、クラウド対応型映像監視プラットフォームを構築し、エッジ・クラウド間連携処理の実社会への実装可能性の実証。
通信
・既存の公衆5G（4.5GHz帯、28GHz帯）に対して、AI電波方向制御を見据えたメタサーフェス反射板（可搬型の静的反射板）を使用することによる適応的な通信環境の構築と、移動巡視ロボットとの高速無線通信を確保することによる、エッジ・クラウド連携映像AIとの組み合わせ効果の検証。さらに、実験局（無線局免許を取得）により構築する公衆5G（28GHz帯）に対して、動的反射板を使用した場合の同様の検証。
・WiGig（60 GHz帯）に動的反射板制御を適用したシステムを使用し、屋内の遠隔監視拠点への監視映像の安定した伝送、複数端末収容も想定した基地局アンテナ指向性制御の適用効果の検証。
＜各社の役割と技術要素＞
[表: https://prtimes.jp/data/corp/118168/table/138_1_ce259eec70076716626f8e91871a0fda.jpg?v=202512050217 ]
※1 カメラ側に軽量エッジAI機能を搭載し、クラウドに高度なAI処理を実装して、エッジでの検出状況や映像取得環境に応じてクラウドAIへのデータ送信制御を実施します。エッジとクラウドのそれぞれで画像解析AIを連携利用することで、検出精度を低下させることなくデータ通信量および計算量が削減でき、通信資源および計算資源を有効活用することが狙いです
※2 メタサーフェス反射板とは、電波の波長に対して小さいサイズの構造体を周期配置して任意の誘電率・透磁率を実現する人工媒質（メタマテリアル）のデバイスを用いた反射板で、電波の反射する方向や周波数帯を自由に設計することができます。基地局からの電波をメタサーフェス反射板を用いて任意の方向に反射させることが可能であることから、建物などの遮蔽（しゃへい）物の陰となって電波が届き難い場所に対してサービスエリアを拡大することが可能です
※3 令和6年度補正予算「地域社会DX推進パッケージ事業（AI検証タイプ）」の選定結果については下記をご参照ください
https://www.soumu.go.jp/menu_news/s-news/01ryutsu06_02000432.html
※4 オンライン構成とは、AIの処理に必要な高性能ハードウェアの導入コストや運用負荷を避けるため、社内サーバーではなくインターネット経由でクラウド上のAIサービスや計算リソースを利用する仕組みです
※5 通信不感エリアとは、山間部・トンネル・地下などの地形的要因やそもそも通信基地局の電波が届かないことによって、電波の受信強度が弱い、または、全く受信できず、通信サービスが利用できない地域を指します
※6 動きベクトルとは、「ある時刻の映像フレームから次のフレームにかけて、画素（ピクセル）がどの方向にどれだけ動いたか」を表すベクトルで、AIは「何が、どこに、どのくらいの速さで動いているか」を定量的に把握することが可能です
※7 WiGig（Wireless Gigabit）は、60GHz帯のミリ波電波を使用した高速無線通信が可能な無線LAN規格の一種です
※8 Mobile GNSSは、世界最小クラスのGNSS受信機を活用した高精度位置情報取得サービスです。RTK測位技術（衛星測位システム（GNSS）から取得した位置情報をベースに、NTTドコモが地上に敷設されている基準局からの補正情報を加えることで、位置情報の精度を上げる技術）を活用することで、一般的なGPSと比較しはるかに高精度な位置測位を手のひらに収まる端末1つで実現します
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