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医療現場で求められる照明と IoT, Node-RED, DALIの可能性

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2017年11月10日に明治大学 中野キャンパスにて開催された一般社団法人電気学会の主催する「システム/スマートファシリティ研究会」にて発表させていただいた内容です。

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医療現場で求められる照明と IoT, Node-RED, DALIの可能性

  1. 1. 2017/11/10 日本ピー・アイ株式会社 中畑隆拓 日本KNX協会 インテグレーター会員 システム/スマートファシリティ研究会
  2. 2. 自己紹介 日本ピー・アイ株式会社 中畑隆拓   http://npinet.co.jp/   光を使って空間をつくる仕事 (企画+照明設計・制御+物販) 病院 店舗 水族館
  3. 3. 設備の制御はオープンソースのソフトウェアが中 心になる だから、 設備制御のプロトコルもオープンなものが標準になる 照明ならDALI、設備全般ならKNX 本日おつたえしたいこと
  4. 4. }  病院照明の実績とバージョン }  光が人に与える影響 }  不適切な照明が罪になる時代 }  照明に「個」が求められる }  設備制御はソフトウェアの役割に }  IoT, DALI, Node-RED }  まとめ 本日の内容
  5. 5. 病院照明納入実績と バージョン
  6. 6. 病院照明 Ver1.0
  7. 7. MRI室/カラー演出プラン 国家公務員共済組合連合会 横須賀共済病院 様 MRI室/カラー演出プラン
  8. 8. 検査を受ける(不安) 無機質な空間 照明の使いかたや色によって雰囲気を変える 気持ちを和らげる 病院照明 Ver1.0
  9. 9. MRI室 特定医療法人 明浩会  西大宮病院 様 MRI室/ラグジュアリープラン
  10. 10. 治療室 国立がん研究センター中央病院 様 治療室/カラー演出プラン
  11. 11. 治療室/間接照明プラン 治療室 某医療施設 様
  12. 12. 治療室 迷路 某医療施設 様
  13. 13. 病院照明 Ver2.0
  14. 14. 治療室 迷路 国立がん研究センター中央病院 様 治療室 迷路/インタラクティブシステム
  15. 15. 入院中、病院の外に出れない患者さんに }  季節を感じてもらいたい }  動物で癒やされてほしい }  少しでも、楽しさを感じて欲しい 病院照明 Ver2.0
  16. 16. 病院照明 Ver3.0
  17. 17. ICU室 ICU室 日の出/日の入 昼間 夜 医療法人社団康幸会  かわぐち心臓呼吸器病院 様
  18. 18. }  元々は院長先生からのトップライトの要望 }  術後、せん妄などの症状に対しての照明 }  単色の導光板と一緒にRGB導光板のデモ }  RGB導光板に興味 }  だったら、サーカディアン調光を 病院照明 Ver3.0
  19. 19. 18 0 7 8 9 12 19 23 (時) 朝 昼 夕 就 寝 起 床 3000K 5000K 7000K サーカディアンリズム(概日リズム)  人のカラダは地球の自転による周期に合わせて 体温や血圧、ホルモンの分泌など カラダの基本的な働きを約24時間のリズムで変化させています このリズムをサーカディアンリズム(概日リズム)といいます  このサーカディアンリズムは体内時計によって刻まれているため、 時計が乱れると、さまざまな生体リズムも乱れると考えられています がいじつ
  20. 20. RGB導光板特注照明器具 ×7台 ICU室 コントローラー ×1台 朝焼~日没までの一日の流れを体感 →譫妄予防や術後の回復を助ける役割 :サーカディアン調光を採用したシーリングウィンドウシステム 365日の太陽の光の色に合わせて 照明を変化
  21. 21. 【医療従事者様】 ・殺風景なICU室を明るくしてくれているので良い ・無機質な天井より良い ・画がうごくと更に良いと思う 【患者様】 ・気分が晴れるような気がする ・空が見えて嬉しい ・和む ・時間のメリハリがあって良い ・自身の癒しとなる
  22. 22. }  Ver1.0 
  患者さんの不安を和らげる照明 }  Ver2.0
  病院の検査室に「楽しみ」や「癒やし」をつくる }  Ver3.0
  光が人に与える影響を利用する 私達の病院照明の実績
  23. 23. 「光が人に与える影響」
  24. 24. 照明をやっている人や空間をつくっている人の間では前から言われていた 医学的な根拠はありませんが………
  25. 25. 短縮URL https://goo.gl/7VEKLN 文部科学省のサイトより
  26. 26. }  人類が馴染んできた環境とは異な る環境を自ら造り出すことになった }  人工環境下で余分な緊張を抱え たまま生活している可能性がある }  意識にのぼらない”余分な緊張”に 注目 1.照明光に対するヒトの適応能 ―生理人類学からのアプローチ― 九州大学大学院芸術工学研究院長 安河内 朗氏の記事より引用 http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/gijyutu/gijyutu3/toushin/attach/1333541.htm
  27. 27. }  電球色は、寒さに対しても暑さに対しても放熱を抑制する }  高色温度では低色温度よりも緊張を与える }  夜間のメラトニン分泌に対する光の抑制度が電球色光において昼光色より弱 い }  夜間の就寝前に浴びる光が強いと体温のリズム位相が後退する }  胎児のリズムは母親に同期しているから母親の夜間照明も重要 照明光に対し、個人差、性差、年齢差、は民族差までも含めて、 標準化や使用計画を検討するにあたって重要な検討課題になる 1.照明光に対するヒトの適応能 ―生理人類学からのアプローチ―
  28. 28. ライフスタイルの変化が 生体リズム障害を引き起 こす。 代表的な病気が「概日リ ズム睡眠障害」である。 2.光の治療的応用 ―光による生体リズム調節― 滋賀医科大学医学部睡眠学講座教授 大川 匡子氏の記事より引用http:// www.mext.go.jp/b_menu/shingi/gijyutu/gijyutu3/toushin/attach/1333542.htm
  29. 29. 生体リズムの変化は光を浴びる時間帯に よって影響 夜に強い光 → 睡眠相後退 朝に光 → 睡眠相前進 携帯タイプの高照度光療法器 2.光の治療的応用 ―光による生体リズム調節―
  30. 30. 1)ヒト本来が持っている約25時間の概日リズムを、朝、太陽光を浴びることで24時間にリセット することができる 2)夜間強い照明を浴びて、勉強や仕事をしていると睡眠相後退型の睡眠障害に陥る危険性が高 まる 3)昼間に強い光を浴びると、睡眠・覚醒リズムと体温リズムの振幅を大きくし、メリハリのある生 活ができるようになる 4)光は季節性感情障害を改善するので、睡眠障害やうつ病の治療に、他の治療法と高照度光を 組み合わせることで、効果が高まることが期待される。 2.光の治療的応用 ―光による生体リズム調節―
  31. 31. 要は、 光は精神的にも肉体的に 影響を与えている
  32. 32. 技術 顧客の要望 信頼 「光が人に与える影響」が 実用的になった理由
  33. 33. 「これからの病院照明」
  34. 34. これからの病院照明 「光が人に与える影響を考慮した照明」が、 もっと求められる 時間による制御は必須 照明光に対し、個人差、性差、年齢差、は民族差までも含めて、 標準化や使用計画を検討するにあたって重要な検討課題になる
  35. 35. 不適切な照明が 罪になる時代
  36. 36. これからの病院照明 「光が人に与える影響を考慮した照明」が、 もっと求められる 時間による制御は必須 照明光に対し、個人差、性差、年齢差、は民族差までも含めて、 標準化や使用計画を検討するにあたって重要な検討課題になる
  37. 37. 照明に「個」が 求められる
  38. 38. }  Ver1.0 
  患者さんの不安を和らげる照明 }  Ver2.0
  病院の検査室に「楽しみ」や「癒やし」をつくる }  Ver3.0
  光が人に与える影響を利用する 私達の病院照明の実績
  39. 39. 病院照明 Ver4.0
  40. 40. }  Ver1.0 
  患者さんの不安を和らげる照明 }  Ver2.0
  病院の検査室に「楽しみ」や「癒やし」をつくる }  Ver3.0
  光が人に与える影響を利用する }  Ver4.0
 光が個人に与える影響を制限する 病院照明の未来
  41. 41. でも、そんなこと 本当にできるの?
  42. 42. 技術
 (済) 顧客の要望 (未) 信頼 (済) 「光が個人に与える影響を制限する」 が実用になるか?
  43. 43. ここから制御の話
  44. 44. ロジック Output Input 制御の基本
  45. 45. ロジック Output Input 人感センサー 照度センサー 人感センサーに反 応があったら、照明 を点灯させる 照度センサーが 600lux以上だと照 度を50%に調光 600lux未満は 100%で点灯 照明器具
  46. 46. ロジック Output Input 人感センサー 照度センサー 人感センサーに反 応があったら、照明 を点灯させる 照度センサーが 600lux以上だと照 度を50%に調光 600lux未満は 100%で点灯 照明器具 1. Inputできる機器が限られている
 2. 制御できる照明器具は回路単位
 3. ロジックのプログラミングはメーカーに依 存
  47. 47. IoT Node-RED DALI
  48. 48. Internet of Things (モノのインターネット)
  49. 49. 情報を送れる機器が、今よりも圧倒的に多くなること。
  50. 50. }  椅子に付けた圧力センサー }  社員ICカードの出勤情報 }  PCが稼働しているかどうか? }  部屋の二酸化炭素量の濃度 従来 : 人感センサー IoT :
  51. 51. 照明光に対し、個人差、性差、年齢差は、民族差までも含めて、 標準化や使用計画を検討するにあたって重要な検討課題になる IoTを使えば技術的にもコスト的にも実用的 個人、性、年齢、民族の特定は現実的?
  52. 52. オープンな照明のプロトコル DALI (ダリ) http://www.dali-ag.org/ Digital Addressable Lighting Interface
  53. 53. 1.  仕様が公開されていること 2.  照明器具1台づつにアドレスをもつこと 3.  コマンドと調光の2種類のアドレスを持っていること
  54. 54. DALIと他のプロトコルのゲートウェイが各社から出ている LON DALI Gateway Schneider KNX DALI Gateway GIRA DALI-Ethernet Gateway iLumTech
  55. 55. 192.168.1.1 192.168.1.2 192.168.1.3 192.168.1.4 192.168.1.5 192.168.1.6 192.168.1.7 192.168.1.8
  56. 56. DALI BUS DALIネットワーク アドレス0 アドレス1 アドレス2 アドレス3
  57. 57. DAP : Direct Arc Power Control → 0〜255までの数値で明るさを指定 IAP : Indirect Arc Power Control → あらかじめ用意されたDALIのコマンドを実行する
  58. 58. 1.  仕様が公開されていること 2.  照明器具1台づつにアドレスをもつこと 3.  コマンドと調光の2種類のアドレスを持っていること
  59. 59. 情報の入力(Input)と設備制御(Output)について、様々な通信 プロトコルに対応したモジュールが準備され、視覚的にわかりや すく、制御システムの設計をすることができるツール。 
 Node-REDは仕様が公開されているオープンソースである。
  60. 60. どうやってやりま すか? 予算、いくらぐらい かかりますか?
  61. 61. EnOcean スイッチ EnOcean USBレシーバー Node-REDが動くPC 下ごしらえ Node-REDにnode-red-node-serialportというライブラリと、 EnOcean電文をデコードするノードをインストールしておきましょう
  62. 62. EnOcean スイッチ 8,100円 EnOcean USBレシーバー 3,780円 Node-REDが動くPC 下ごしらえ Node-REDにnode-red-node-serialportというライブラリと、 EnOcean電文をデコードするノードをインストールしておきましょう 無料
  63. 63. ロジック Output IoT Input
  64. 64. }  InputとOutputの機器に対して柔軟・開発の時間短縮 }  システムの開発が特定の会社に限定されない
 }  進化に対応(進化のスピードが早い)
  65. 65. IoT   AI
 +  照明制御
  66. 66. ロジック Output IoT Input ここにAI
  67. 67. ロジック Output IoT Input ここにAI
  68. 68. Node-REDと照明の接続イメージ サーバー (192.168.0.10) DALI(照明のネットワーク) Gateway (192.168.0.22) ルーター
  69. 69. フローの説明
  70. 70. フローの説明 (インジェクションノード)
  71. 71. フローの説明(functionノード) #01,05
  72. 72. フローの説明 (TCP OUTノード)
  73. 73. 送られるデータ一覧
  74. 74. }  ヨーロッパを中心として設備制御のプロトコル }  照明、ブラインド、シャッター、セキュリティー、エネルギー 管理、空調、オーディオ、大型家電など }  2014年に日本KNX協会が発足
  75. 75. KNXのメリット
  76. 76. KNXのメリット
  77. 77. 日本ではまだまだこれから ただ、Node-REDのようなもので設 備が制御されるようになると、 一番、使いやすいプロトコルになる
  78. 78. IoT Node-RED DALI
  79. 79. 技術
 (済) 顧客の要望 (未) 信頼 (済) 「光が個人に与える影響を制限する」 が実用になるか?
  80. 80. }  Ver1.0 
  患者さんの不安を和らげる照明 }  Ver2.0
  病院の検査室に「楽しみ」や「癒やし」をつくる }  Ver3.0
  光が人に与える影響を利用する }  Ver4.0
 光が個人に与える影響を制限する 病院照明の未来
  81. 81. 設備の制御はオープンソースのソフトウェアが中 心になる だから、 設備制御のプロトコルもオープンなものが標準になる 照明ならDALI、設備全般ならKNX 本日おつたえしたいこと
  82. 82. }  病院照明の実績とバージョン }  光が人に与える影響 }  不適切な照明が罪になる時代 }  照明に「個」が求められる }  設備制御はソフトウェアの役割に }  IoT, DALI, Node-RED }  まとめ 本日の内容
  83. 83. つながりましょう 日本ピー・アイ株式会社  中畑隆拓 http://npinet.co.jp/ facebook.com/nakachong @nakachon   私が検証していることはブログで紹介しています。
 https://digital-light.jp/ “ DALI node”で検索すると 出てきます。
  84. 84. これからの設備制御について情報交換するコミュニティを運 営しています。 興味ある方はお声掛けください

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