電池も充電もいらない、バッテリーレス電子ペーパータグが物流を効率化し、循環型社会にも貢献

これまでにない新しい製品「バッテリーレス電子ペーパータグ」とそれを実現するLSIを開発した、富士通セミコンダクターメモリソリューション。大きな特長は電池や充電が不要で、RFIDで電子ペーパーの書き換えやメモリへの書込みができることだ。紙やデジタルが抱える課題を解消し、脱炭素を実現する循環型社会にも貢献できることから、物流や製造業界をはじめとした、さまざまな業界から注目を集めている。今回は開発担当者に製品の詳細や活用方法などお話をうかがった。

• （左）富士通セミコンダクターメモリソリューション株式会社 メモリ事業部 ソリューション開発部 マーケティング担当　中村俊和氏
  （右）富士通セミコンダクターメモリソリューション株式会社 メモリ事業部 ソリューション開発部 部長 野添耕二氏

RFIDタグの活用が進む一方で、課題が浮き彫りに

昨今では新しい技術を活用して業務プロセスを大きく改善し、顧客に新しい価値を提供する動きが加速している。その一例として、非接触型ICタグがある。

小売や物流業界では、RFIDタグが業務効率化・省力化に寄与している。RFIDは電波で複数のタグを一気にスキャンできるため、バーコードのように1品1品を読み取る必要がなくなる。これにより、店頭での商品受け渡し業務が劇的に改善され、顧客価値が高まる。流通過程でも、紙の受発注伝票によるやりとりをなくし、入出庫や棚卸し作業を大きく効率化できる。このようにデジタル化によって、ペーパーレスにとどまらない変革や新たな価値を創出していくことが現代のビジネスにおいて、強く求められている。

しかし、RFIDは導入後に利便性とコストに課題を抱えるケースがあるという。富士通セミコンダクターメモリソリューション メモリ事業部ソリューション開発部の部長を務める野添耕二氏は次のように指摘する。

「RFIDはメモリに書き込まれている内容を目視で確認することはできません。そのため倉庫や配送センターでRFID管理システムを導入したものの、入出庫の際に紙の伝票やバーコードを併用しているケースはよくあります。バーコードリーダーとRFIDリーダーを併用することで手間が発生し、管理コストも高くなりがちです」（野添氏）

紙とデジタルのいいとこどりをした「電子ペーパータグ」が登場

そうしたなか、紙の良さとデジタルの良さを合わせ持つ新しい技術が開発され、注目を集め出している。紙のように文字や写真を目視で確認できる一方、ICタグのようにさまざまな情報のやりとりが可能な「電子ペーパータグ」だ。

• 富士通セミコンダクターメモリソリューションの技術提供により開発された「電子ペーパータグ」（Netronix社製：D2200A-F）

電子ペーパータグは、台湾のE Ink社の電子ペーパーを使った小型デバイスであり、画面表示される情報を自由に書き換えることができる。テキストのほか、バーコードやQRコード（二次元コード）、画像を表示することも可能だ。デバイス内部にはUHF帯のRFIDと不揮発性メモリを備えているので、通常のRFIDタグと同じように、無線を使ってメモリ内の情報の読み取りや書き換えができる。電子ペーパータグのマーケティングを手掛ける中村俊和氏は次のように説明する。

「工場、物流倉庫、配送センター、店舗のバックヤード、陳列棚、店頭レジなどあらゆる場所での活用を想定しています。情報の書き換えを行うリーダーライターはハンディ型と据置き型の2タイプ、現場ですぐに利用できるように専用ソフトウェアも準備されています」（中村氏）

• 端末で作成した情報を電子ペーパータグに反映できる、ハンディタイプ（デンソーウェーブ社製　SP1-QUBiを使用）

• 専用ソフトウェアで自在に生成した情報を反映する据え置きタイプ

また、商品を識別する情報や取り扱い記録などの情報をメモリ内に蓄積していくことで、サプライチェーンのトレーサビリティを確保することにもつながるという。

「電子ペーパータグは、従来の紙のタグに表示していた作業に必要な情報と、業務効率化やサプライチェーンの透明性の確保に必要な情報を1つのデバイスで管理できます。これにより紙とデジタルの両方のメリットを活用した業務プロセスを実現できるのです」(野添氏)

具体的な用途としては、作業指示書(かんばんカード)、点検表、工程管理カード、現品票、通い箱ラベルなどが挙げられる。たとえば、工場のベルトコンベアを流れるコンテナに、電子ペーパータグを取り付けておけば、作業者が電子ペーバーに表示された情報を目視で確認しつつ、RFIDでタグの情報を読み取ってコンテナが流れていく経路を自動的に分岐させることができる。また、紙のタグの差し替えや貼り換えなどの作業を削減し効率化させることが可能だ。

現場にも環境にもやさしいバッテリーレスソリューション

同じように紙とデジタルの良さを生かす製品として、よく目にするのは「電子棚札」だ。スーパーや家電量販店で活用が進んでおり、商品棚で価格や商品情報を液晶で表示してくれるものだ。表示情報を自由に書き換えられるため、値札を交換する作業をなくし、業務を効率化できる。

ただ、電子棚札にも弱点はある。それはバッテリーだ。「電子棚札」には無線用デバイスとマイコンが搭載されているため、バッテリーが必要になる。それに対し、電子ペーパータグは “バッテリーレス”であることが大きな特長だ。

「電池交換が必要になると、手間とコストが発生し、利用できる場所も限られます。商品管理に利用する場合は、サプライチェーンのどこかで電池が切れたときに、適切な流通ができなくなるリスクが生じます。これに対し、電子ペーパータグは電池交換や充電が一切不要です。さらに万一タグが故障しても、画面に情報を表示し続けることができます。これもまさにペーパーライクな特長といえますね」(中村氏)

• 中村俊和氏

また、バッテリーレスで情報のコミュニケーションが可能なため、脱炭素を実現する循環型社会にも貢献できるのではないかと野添氏は言う。

「紙のタグや伝票を保管・廃棄するコストが不要になりますし、再利用型や共同利用型サービスでの活用も考えられます。たとえば、再利用型のコンテナに添付して利用者と店舗間のコミュニケーションを図ったり、カーシェアなどの共同利用型サービスでユーザー同士のやりとりに活用したりなど、無限の可能性を秘めていると思います」(野添氏)

無線給電による電力のみでの動作を実現。バッテリーレス開発の裏側

バッテリーレス電子ペーパータグの基本技術を開発した富士通セミコンダクターメモリソリューションは、半導体開発を主力事業とする企業だ。同社が提供する半導体製品に「不揮発性メモリFeRAM」があり、その技術を応用したLSIを開発して今回のバッテリーレス電子ペーパータグに適用したという。

「開発の背景には、『電池がいらない電子ペーバーがほしい』『RFIDに大容量メモリを組み込みたい』といった声をお客様からいただいていたことがあります。そこで、消費電力が非常に少ないFeRAMをメモリに使用することで、無線給電による電力のみでデータの読み書きと電子ペーパーへの電源給電、データの送受信を可能にしました」(中村氏)

製品化にあたっては、電子ペーパーメーカーやリーダーライターメーカー、ソフトウェア開発会社ら約10社とエコシステムを形成。RFIDが本格普及しはじめた2017年頃に、開発を望む声や製品化のアイデアが浮かび、2022年10月にシステムレベルでの製品リリースに漕ぎ着けた。

「当時はFeRAMを活用したバッテリーレス技術を応用した製品が市場になく、新しい製品だったこともあり、用途の説明がしにくく、どういうアプリケーションを作ればいいかうまく価値を訴求できませんでした。そこで、さまざまな企業とタッグを組みながら、パートナー企業とともにシステムレベルの製品化まで取り組み、少しずつすそ野を広げていきました。現在は工場や物流を中心に展開していますが、今後はわれわれが想像もしなかった使い方がでてくるという期待もあります」(野添氏)

• 野添耕二氏

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富士通セミコンダクターメモリソリューションのFeRAMを活用したバッテリーレス無線ソリューションは、電子ペーパーのほかにも、キーボード、リモコン、センサーなどさまざまな機器にも応用できる。RFIDに代表される非接触型ICタグが流通や消費生活のあり方を変えたように、バッテリーレス電子ペーパータグが循環型社会に寄与し、新しい世界への架け橋となる日もそう遠くはなさそうだ。

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