地球温暖化による海面上昇や海洋汚染、生態系の変化など、海を取り巻く環境は大きく変化している。こうした変化を正確に把握して対策を講じるため、IoTを活用した海洋データの収集や、水中ロボットによる海洋資源調査等が世界中で行われている。

代表的な水中ロボットの1つにROV（遠隔操作型水中ロボット）があるが、ROVは有線を介して操作・制御するケースが多い。そのため、漁船のスクリュープロペラ等によってケーブルが損傷したり、複数のROVを制御する際にはケーブルが絡まるといったリスクがある。ケーブルの設置や撤収作業にも当然、多くの工数がかかる。

そこで近年、水中音響通信や可視光通信などの海中で使える無線通信技術への期待が高まっている。ただ、水中音響通信には他の無線通信と比べて長距離伝送が可能という利点があるものの、音波は水中で拡散しやすく、反射や屈折の影響も受けるため、精緻な測位が難しい。音波は広範囲に伝播するため、秘匿性を担保できない点も問題だ。

一方、レーザーや発光ダイオード（LED）等を使ってデータを送信する可視光通信は、高速かつ低遅延なのが強みだ。しかし、指向性が高く、送信機と受信機の1対1通信しか行えないうえ、受信機側に多少のズレが発生するだけで通信が途絶してしまう可能性も少なくない。

OCCの特徴は？

こうした水中音響通信と可視光通信の弱点をカバーするのが、Optical Camera Communication（OCC）だ。LED等の光源の点滅信号を、カメラ等の撮像素子で撮影・解析することで通信を行う技術である。

「カメラの広い視野で信号を捉えるため、多対多通信が可能。送信側と受信側の位置合わせも、そこまで精緻さは求められない」。ソフトバンク データ基盤戦略本部 デジタルインフラ開発統括部 デジタルインフラ開発部 デジタルインフラ開発企画課 担当課長の陰山弘道氏は、OCCの特徴をこう話す。音波のように360度へ拡散しないため、水中音響通信と比べて測位精度やセキュリティ強度も高い。

ソフトバンク データ基盤戦略本部 デジタルインフラ開発統括部 デジタルインフラ開発部 デジタルインフラ開発企画課 担当課長 陰山弘道氏

コスト面でも優位性がある。「一般的な水中光無線装置を導入しようとすると、数千万円の費用がかかる」が、「汎用のカメラとLED光源装置があればOCCは成立するので、コストを1/1000まで抑えられる可能性がある」という。

図表　OCC（Optical Camera Communication）の特徴

ただ、水中音響通信や可視光通信と比べると低速である点には留意する必要がある。通信速度はカメラのフレームレート（FPS）に左右されるため、「例えば120FPSのカメラを想定して、1フレームごとに1ビットの情報を受信した場合、最大速度は120bps。最近は技術革新も進み、1フレームを分割して情報を取得することで、数kbpsまで通信速度を向上した研究もある。それでも、最大で数Mbpsの水中音響通信よりは遅い」と陰山氏は語る。

そのため、OCCはデータ量が少なく、リアルタイム性もさほど求められない用途での活用が見込まれている。例えば、水中ロボットの誘導制御やダイバーの位置把握・モニタリング、海中IoT機器からのセンサーデータの取得、海中IoT機器のファームウェア更新などだ。OCCのユースケースは海洋関連が中心だが、オフィス等における複数ロボットの協調制御にも使われる可能性があるという。