RFIDの将来と革新

〈 RFID技術の進化と新しい応用領域 〉

1.RFID技術の進化

RFIDの根幹となる技術の進化が今後のさらなる普及に繋がります。

① 高精度化と長距離通信

比較的長い距離の通信ができるUHF帯RFIDの通信距離は、10m程度まで可能ですが、研究開発により今後一層伸びていくと言われています。
また通信距離に加えて、対象物の位置をより高精度で特定できるようになり、業務の効率化に寄与することが期待されています。

② 低消費電力技術

自らバッテリーを持たずリーダーから電力を供給するパッシブタイプのRFIDタグを利用することで低消費電力を実現しています。
電波出力が250mW以下で、「特定小電力」に分類されるRFIDリーダーは、電波利用申請は不要で利用することができます。

③ センサー機能の統合

RFIDに様々なセンサー機能を内蔵させたRFIDタグがあります。例えば、温度センサーを内蔵したRFIDタグを機械設備に取り付け、設備稼働開始時に、RFIDリーダーをかざすことで設備側のIDと機械の温度情報を一瞬で取得することができます。

④ データ容量の増加

従来のRFIDタグのメモリ容量は、ID情報を記録する目的から数百ビット程度でしたが、生産情報や作業履歴情報など、比較的大きな容量へのニーズが増えてきており、このニーズに対応した大容量タイプのRFIDタグが近年開発されています。

2.新しい応用領域

RFID技術の可能性から新たな応用領域が広がっています。

• ① サプライチェーン管理

  

  サプライチェーン管理の例として、商品のトラッキングを低コストで効率良く実現するために商品を移動する際に使用するパレットにRFIDを組み込むことによって実現するソリューションが開発されています。

• ② 医療分野

  

  医療機器や医薬品の管理においてRFIDを活用することにより、医療機器の稼働率の把握、投薬管理、管理業務の効率化、偽造の防止に効果的に活用されています。

• ③ スマートシティの実現

  

  スマートシティ実現に向けた取り組みの一例として、公共交通のデジタル化の一環としてバスの定期券に内蔵されたRFIDタグをRFリーダーで読み込み、利用者の属性情報や利用状況を収集し、最適なバス運行管理に役立てています。

• ④ 自動車産業

  

  自動車の生産現場において各種部品や原材料が入庫される際にRFIDタグを取り付け、これに部品や原材料のIDを付与することにより、工場内における管理の効率化を行っています。
  またシステムと連携し部品や原材料が欠品となった場合には、自動的に発注される仕組みも構築するケースがあります。

• ⑤ 食品業界

  

  食品業界においては、製品の識別・在庫管理・品質管理などあらゆる場面でRFIDが広く活用されています。
  例えば、食品を輸送する際には、温度センサーとRFIDを組み合わせた温度管理システムにより、特に生鮮食品でその安全管理を行っています。

• ⑥ 個人認証とセキュリティ

  

  RFIDタグに内蔵されるICにはそれぞれ固有のIDが割り振られていて改ざんすることは不可能です。
  このため、クレジットカードの個人認証などセキュリティが重要なシーンにRFIDは良く使用されています。

• ⑦ 小売業の顧客体験向上

  

  RFIDタグを活用することにより顧客体験を向上させることが可能です。
  例えば、小売店において商品を一括スキャンしレジ待ち時間を抑えられる自動会計システムや顧客があまり試着しない衣服を把握できるスマート試着室、などさまざまな場面で幅広く活用されています。

〈 スマートタグとウェアラブルデバイス 〉

1.RFIDスマートタグ

RFIDタグは小型・軽量で様々な用途で使われ、センサー機能を内蔵するタイプなど多様な特徴を持っています。

• ① RFID技術を組み込んだタグ

  RFIDは、RFID技術を利用したワイヤレス通信システムと捉えることができます。対象物にRFIDタグを取り付け、これをRFIDリーダーライタから読み取ったり、逆に書き込んだりすることができます。
  このRFIDタグには、あらかじめ各種情報を書き込んでおくことにより対象物の識別管理などを可能とします。

  

• ② 小型・薄型で多用途

  RFIDタグには、超小型のICチップとアンテナが組み込まれる構造から、小型でかつ薄型とすることができ、衝撃や振動にも強く長期間使用可能である特徴を持っています。

  

• ③ トラッキングと管理

  RFIDは複数のRFIDタグからの各種情報を同時に一瞬で取得することができるためRFIDタグが取り付けられた物品の情報を精度よく高速に把握するトラッキング機能を持たせることが可能です。

  

• ④ アクティブ型、パッシブ型RFID

  RFIDはバッテリーを内蔵するアクティブ型と内蔵しないパッシブ型の2種類あります。一般的にアクティブ型の方が通信距離が長いメリットがありますが、バッテリー交換が必要、コストが高い、といったデメリットもあります。

  

• ⑤ 通信距離と精度

  使用するタグおよびリーダーライタの種類などにより変動します。例えば、RFIDが使用する通信周波数帯は主にLF帯（中波帯）、HF帯（短波帯）、UHF帯（超短波帯）の3種類あり、LF帯の場合10cm程度まで、HF帯の場合30cmまで、UHF帯の場合5～10m程度までの範囲で使用することができます。

  通信帯	通信距離
  LF帯（中波帯）	約10cm
  HF帯（短波帯）	約50cm
  UHF帯（超短波帯）	約5～10ｍ

2.ウェアラブルデバイス

RFIDはウェアラブルデバイスとしても使われています。

01健康管理とモニタリング	病院、薬局、製薬などのヘルスケア分野においては、人命に関わることのため絶対に誤ることは許されません。 このため病院内において医薬品、看護師、患者を照合する場合、製薬工場において各種機器を管理する場合、人間ドッグにおいて各種検診機器からデータを収集する場合などにおいてRFIDを利用することにより、高精度で安全な対応を行う取り組みが増えています。
02個人認証とアクセス管理	RFIDは個人認証や特定エリアへのアクセス管理を行う場合に使用されます。 RFIDタグに予め書き込んでおいた個人を特定するIDや各種データをリーダーライタ側からこれを読みだして認証処理を行います。 特定エリアへのアクセスにおいても同様にRFIDタグとリーダーライタ間における認証処理を行い物品の持ち出しの管理を実施、盗難や紛失を防ぐことが可能です。
03スポーツやフィットネス用途	例えばスポーツジムではRFIDによるリストバンドを使用しているところがあります。 スポーツジムでは盗難防止のためにRFIDリストバンドでロッカーにアクセスできるようにすることでセキュリティ強化につなげています。 その他、RFIDを使って収集した顧客データを分析することでサービスの改善につなげています。また、マラソンシューズにRFIDタグをつけて記録を計測するために使ったりもされています。
04スマートグラスやスマートリング	スマートリングはその名の通り、指輪のように指にはめて使うもので、内部にRFIDタグが埋め込まれており、カードキー、交通系ICカード、IDカードなどの替わりに使われます。 スマートグラスは目の周辺に装着し使用するもので、カメラやマイク、仮想的なディスプレイなどを搭載し写真や動画撮影、通話などが可能です。これにRFIDタグを内蔵させることで、例えば位置情報を取得して、それをマップアプリに渡すことで現在位置を仮想ディスプレイに表示するといった使い方が可能になります。
05身体に装着して使用するデバイス	RFIDのリーダーライタは据え置き、固定するタイプが多いですが、小型で持ち運べるタイプ、手に装着できるタイプもあります。 これを持ち運ぶことで、少ないリーダーライタの数量で離れた場所にある部品に取り付けられたRFIDタグと通信することもできます。

3.RFIDスマートタグとウェアラブルデバイスの共通点

非接触型通信	RFIDスマートタグの一例として、病院の患者IDカードや入退室管理用のICカードがあり、RFIDリーダーライタとの通信は非接触で行われます。 同様にリストバンド型のウェアラブルデバイスでは、脈拍や各種運動量データなどをホストに送る場合、非接触型の通信になります。
リアルタイムデータの取得	病院の患者IDカードも、入退室管理用のICカードも、RFIDリーダーライタから瞬時にカード内のRFIDに書き込まれた情報を読み取れます。 同様にウェアラブルデバイスも、リアルタイムなバイタルデータを収集して送信が行われます。
用途の拡大	RFIDは業務効率化や品質の向上に貢献し、すでに様々な分野で利用されています。ICカード、車のスマートキー、ETCカードなど、小売店における商品の持出管理、製造業における機材の管理、物流における入出庫管理、医療現場における医薬品や患者情報の管理など様々な用途が挙げられます。 このように幅広い利用範囲が広がっているのは、複数のタグを一気に読み取れる、離れた距離のタグも読取ができることが一因です。 今後、更なる性能の向上と低コスト化が図られることにより、一層、用途が拡大していくものと考えられます。

〈 RFIDとAI・機械学習の統合 〉

1.RFIDとAI・機械学習の統合とは

①RFID技術のデータ収集とAI・機械学習の解析能力を組み合わせたシステム

RFID技術とAIを融合することで、各種業務の効率化および最適化を行うことが可能です。
大量なデータの自動処理やデータの分析によるビジネスの戦略立案、製品販売において今後の動向を予測する、具体的にはどのような製品がどのような時期に売れるかなどを予測することにより効果的な販売戦略や顧客対応を行うことが可能です。

2.RFIDのデータ収集能力

①リアルタイムデータの収集

RFIDを活用することによりモノやヒトから各種情報を収集することが可能です。例えばモノの位置情報やヒトの作業実績などをリアルタイムに収集することが可能です。

②多様なデータ

物品の位置情報や数量情報の収集、ヒトの作業状況や実績をリアルタイムで収集し管理することで作業効率アップにつなげることができます。

3.AI・機械学習の活用

RFIDから収集した各種データをAIによる分析にかけビジネスに活用されています。

①データ解析とパターン認識

RFIDタグからデータを収集しAIによるデータ解析を行い、製品の購入動向のパターン認識を把握することでビジネス戦略を立案することができます。

②予測機能の提供

RFIDタグから収集した各種データをAIで分析することで将来の予測を行うことが可能です。例えば、製品の在庫状況や消費状況の分析結果から、今後どのような時期にどのような製品が購入される可能性があるか予測することができます。

③自動化と最適化

RFIDタグから収集されるデータを分析することにより、例えば在庫管理の自動化や生産工程の自動制御などを行うことができます。

4.主な活用領域

RFIDの主な活用領域について説明します。

①サプライチェーンと物流

RFIDタグを利用することで各種製品のサプライチェーン管理の効率アップにつなげることができます。例えば、製品の数量や位置情報の管理、トレーサビリティ確保につながります。

②異常検知と予防

例えば、温度センサーを内蔵したRFIDタグを工場の設備機器に設置し、RFIDリーダーライタで定期的にデータを吸い上げ、温度異常を発見した場合に即座に対応を行えるような、工場の異常検知と予防のシステムを構築することができます。

③生産ラインの効率化

例えば、RFIDタグを製品に取り付け、生産ライン上の各地点にRFIDリーダーライタを設置し、製品が各地点を通過する際に製品のタグを読み取ることにより、進捗状況の管理、在庫管理を行い、生産ラインの効率化につなげることが可能です。

④個別化された顧客体験

例えば、衣料品ショップの試着室にRFIDリーダーライタを設置し、顧客が衣服の試着を行うとその情報をリーダーライタで読み取り、即座にカラーバリエーションやサイズ種類を提案できます。
この結果、顧客の選択の幅を広げ満足度の高い顧客体験につながり、購入増に結びつけていくシステムの構築が可能です。

5.具体例

• ①スマート物流管理

  RFIDを活用することで物流管理の自動化、効率化につなげることができます。
  製品にRFIDタグを取り付けることで入荷や出荷のタイミングから在庫状況をリアルタイムで正確に把握することができます。

  

• ②健康管理・医療分野

  RFIDは健康管理や医療プロセスにおける自動化、効率化、品質向上に貢献します。
  患者のIDカードとしてRFIDタグを使うことで、患者の個人情報と病状を含む各種医療情報との照合を正確かつ即座に把握することができ、医師は適切な治療を行うことができます。
  医薬品にRFIDタグを取り付けることで、誤投与の防止にも応用されています。

  

6.今後の展望

RFIDの活用による今後の更なる自動化や効率化が期待されています。

①さらなる自動化と効率化

RFIDを利用してロジスティックの更なる自動化や効率化を進めることが可能になります。例えばモノの個体識別情報をはじめとする各種情報をRFIDタグに記録しておき、これをサプライチェーン上に管理することでモノの在庫状況をリアルタイムに更に高精度で把握することができるようになります。

②IoTとの統合

各種センサーを内蔵させたRFIDタグをモノに取り付けることによりモノの保有する各種データを吸い上げることができます。このように大量のデータを収集することでRFIDはIoT化に大きく貢献します。更に収集したデータをAIで分析することで様々なビジネスへの応用が期待されます。

〈 未来のセキュリティ技術とプライバシー保護 〉

1.RFIDセキュリティ技術の進化

今後期待されるRFIDの技術領域について説明します。

• 1｜暗号化技術の強化

  

  RFIDの暗号化技術は、RFIDタグとリーダーライタ間の通信を暗号化することにより実現しますが、この暗号化アルゴリズムの更なる高度化によりデータの盗聴、改ざんを防止します。
  またセッションごとの動的キー交換、認証技術も組み込まれ、攻撃耐性が大幅に向上し安全性を高めることに繋がります。

• 2｜認証機能の導入

  

  従来のRFIDシステムは識別情報を単純送信するだけでしたが、認証機能を組み込むことで、デバイスやシステム間の信頼性を高めました。
  具体的には、パスワード、暗号鍵、公開鍵暗号方式を用いた相互認証が行われ、タグとリーダー間での認証プロセスにより、悪意あるデバイスからのネットワークへのアクセスを防ぎ、セキュリティが強化されます。

• 3｜動的な識別情報の使用

  

  従来のRFIDタグでは静的な識別情報を送信していましたが、動的識別情報を採用することで、盗聴や再利用攻撃に対する耐性が向上します。
  具体的には、過去の識別情報を使い回すことを防ぐため、タグがリーダーと通信するたびに新しい識別情報や暗号化されたトークンを生成します。これにより一度取得した識別情報を利用して不正にアクセスすることが難しくなり、安全性の高い通信セキュリティが強化されます。

• 4｜アクセス制御

  

  アクセス制御は、システム内のリソースや情報への不正アクセスを防ぐための技術で、RFIDシステムに接続するデバイスやユーザーに対して適切な権限を設定します。
  権限を持たないユーザーやデバイスがシステムにアクセスするのを制限することで、機密データへアクセスし不正な操作やデータ漏洩を防ぐことができます。

• 5｜物理的セキュリティ強化

  

  タグやリーダーに対する物理的な攻撃を防ぐため、耐タンパー技術を用いたタグの採用、外部からのアクセスを防ぐために頑丈なケースを採用することで対策します。
  さらに、RFID通信距離を制限することで、不正にデータを読み取るリスクを低減させます。
  例えば、近距離での通信設計、強力なシールドを施したタグの使用やリーダーの設置場所や配置にも工夫を施すことが物理的なセキュリティを強化となり、盗難や不正アクセスからRFIDシステムを保護します。

• 6｜AIを用いた異常検出

  

  例えば、伝送ケーブルの任意の地点に温度センサーを含む各種センサーを内蔵するRFIDタグを設置し、このタグから定期的にRFIDリーダーライタでデータを取り込み、ホスト側にデータを集約することにより、AIによって伝送ケーブルの正常性を確認し、劣化や断線の可能性などを予知するなどの異常検出システムの構築が可能です。

• 7｜ブロックチェーン技術との統合

  

  ブロックチェーンは分散型ネットワークによるデータの整合性の保証、偽造や不正アクセス防止が可能になる技術ですが、RFIDタグの情報をブロックチェーンに記録することで、データの改ざん防止やトレーサビリティが確保されます。
  さらに、データの暗号化によりプライバシーが保護され信頼性が向上し、ブロックチェーン技術と統合することで、主にサプライチェーンや医療などで安全性強化が期待できます。

2.プライバシー保護技術と課題＆対策

RFID技術を利用したプライバシー保護技術について説明します。

1匿名化技術の導入	RFIDにおける匿名化技術は、RFIDタグとリーダーライタ間の通信暗号化や認証機能、ICタグのデータを書き換えできないようにするブロック機能などが挙げられます。
2リーダーからのアクセス制限	特定のRFIDリーダーライタからのアクセスのみを許可するアクセス制限機能もプライバシー保護技術の１つと考えられます。
3オフライン時のデータ管理	RFIDタグのデータが無許可に読み取られることで、個人情報や機密情報の漏洩が課題となりますが、オフライン時のデータ管理においても、データ暗号化やタグにアクセス制限を設ける方法が有効です。 また適切なセキュリティプロトコルを採用すること、RFIDタグにパスワードや一時的な識別情報を設定するなどの対策をする必要があります。
4ユーザーの同意と管理	RFIDでユーザー毎の個人情報を扱う場合、基本的にユーザーとの間で事前に同意を得た上で扱い、管理する必要があります。
5無効化機能データの 過剰収集の防止	プライバシー保護のためにRFIDタグに記録された個人情報を不必要に読み取られることがないように、RFIDには読取りを無効化（Kill）する機能があります。 一度無効化されたRFIDタグは二度とデータの読取りはできなくなります。
6ユーザーの選択権を尊重	商品に付いているRFIDタグから商品に関連する情報を取得できる状態で商品の提供を受けるか、それとも取得できない状態にした商品を受け取るかの選択権に関して、ユーザーの選択権を尊重するという考え方です。
7透明性と教育	教育機関における学生用RFIDトラッキングシステムは、学生の安全性の向上や行動パターンの分析などを目的として構築されていますが保護者などに迅速に情報の提供を行うことで透明性と信頼性を高めています。

3.今後の方向性

RFID技術の今後の方向性について説明します。

セキュリティとプライバシーのバランス

RFIDタグの情報を有効に活用することで、作業の効率化や利便性、正確性の向上につながりますが、他方で情報漏洩に関するセキュリティとプライバシー保護とのバランスを考えながらRFIDシステムの構築および運用を行う必要があります。

規制と法的枠組みの強化

各種無線機器では、電波法で定められた範囲内での製造と販売が義務付けられています。RFIDの場合、今後もJAISAが制定するRFID機器運用ガイドラインを守ることも必要とされています。

〈 新しいビジネスモデルへの適用 〉