東芝インフラシステムズ株式会社

指紋認証、生体認証などの画期的なデバイスを開発中の東芝インフラシステムズ株式会社、新井様、土元様にお話を伺いました。新しい先端技術と人々の生活を結び付ける事を目指している「トリリオンノード研究会」の中で、生体認証などの機能を追加していく事を担当しています。切削加工が中心だった工法から3Dプリントサービスを利用した事で、それまでにないスピード感とよりアクティブな開発を可能とした事例をご紹介致します。

プロフィール

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

新井 英朗(あらい ひであき)
東芝インフラシステムズ株式会社
カード・セキュリティシステム部 カード開発担当

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

土元 祐二(つちもと ゆうじ)
東芝インフラシステムズ株式会社
カード・セキュリティシステム部 カード開発担当

東芝インフラシステムズ株式会社

安心・安全なIoT実現に向けた取り組み-確かな本人確認とセキュアIoTシステム-

※この成果は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の助成事業の結果得られたものです。

※本インタビュー事例は、エレマテック株式会社様(東証一部)のご協力を頂きました。

無限に存在するIoT機器を繋ぐ活動の力になりたい

DMM.makeプロデューサー:
本日はお時間頂きまして、ありがとうございます。

新井様:
お願いします。私が新井です。こちらが土元です。

土元様:
宜しくお願いします。土元と申します。

DMM.makeプロデューサー、エンジニア:
宜しくお願いいたします。

— 御社がどのような事業展開をされていますか?

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

新井様:
我々は、通常はクレジットカード等のICモジュールを開発、製造する事業をしています。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

さらに、最近、高機能なICカード開発を行っておりまして、具体的には、指紋センサーの付いたICカードを開発しています。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

また、指紋センサーが付いたICカードに加えて、今後はカードだけではなくて、セキュリティーに関連した色々な事をやっていきたいという話が出てきていて。

そこで、カード形状にはこだわらずに、箱形のデバイスを作ろうとしていたのが、今回の事例です。指紋センサーが付いていて、指紋認証が出来るデバイスを作りました。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

これを行ったきっかけが、東京大学様の桜井研究室が中心のトリリオンノード研究会です。トリリオンノード研究会は60社近くが色々なIoT機器を企画している研究会になっています。

トリリオンノード研究会

これがトリリオンノード研究会の中で開発したデバイスなんですけれど、BISCADEデバイスという名前で作っていまして。まず、アルファ版という事で試作しました。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

トリリオンノード研究会がどのような事をしているかというと、trillionはmillion、billionのその上の単位で、1兆個とか、かなりの数量のIoT機器が繋がる社会を実現させる活動をしていて、その中心となっているのが東京大学様の桜井研究室です。

トリリオンノード研究会では、世の中にたくさんあるIoT機器を繋ぐ為にはどうしたらいいかを考えています。我々としては、生体認証などセキュリティの機能を追加していく事を担当していました。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

何枚かの基板に分かれていて、今回は5枚の基板が重なっている形でして、ネジが止まっているところで各基板の信号ラインを繋げています。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

ここが共通の形になっていて、各基板それぞれでBluetoothの機能を付けたり、電源の機能を付けたりという事を簡単に足し合わせられるようなデバイスをトリリオンノード研究会で研究開発しています。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

一番上に指紋センサーが付いている構造でして、最初にアルファ版を作って、その後小型化して、基板面積が半分のサイズのモノを作りました。

筐体についても2度ほど試作をしていて、大きなサイズの筐体を作って、その後小型化した筐体を作るような事をやっていました。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

DMM.makeプロデューサー:
だいぶ小さいですね。すごい。薄くもなるんですね。

新井様:
LEDのランプが光る白い丸い箇所がありますが、ここがインジケーターになっています。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

どうやって使うかは、まだ中々決まってはいないんですけれど、カードだとパソコンのログインシステムに使われています。指紋認証で本人を確認したら、パスワード入力をすることなく、パソコンにログイン出来るようなモノです。

指紋認証ICカード「BISCADE™カード」のセキュリティシステムへの採用について

https://www.toshiba.co.jp/infrastructure/news/20200129.htm

カードと違うのは、Bluetoothの機能でスマホ等の端末と、結構な長距離通信が出来ることですね。ICカードだと、接触させるかかなり近距離な通信しか出来ないので。

このように、Bluetoothの機能を付ける事である程度、距離を飛ばして何かしらの端末と通信が出来るようにしたのが、このデバイスです。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

2回目に作ったモノは、なるべく小さく作ろうという事で、はめ込むような形です。筐体の上下部分をネジで止めるような構造ではなくて、ツメのような構造を成型して、そういうモノでカチャっと、はまるような構造が出来ないかなという思いで作りました。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

一応、ネジ止めするような構造で、少しサイズ感は大きくなってしまいますが、がっちりネジで止まるような形も平行して試作しました。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

まだ、商品化はしていないので、どちらかというとパッと簡単に作って、手に持ってもらって、どんなふうに使ってもらえそうかをトリリオンノード研究会に参加している企業様の方などに宣伝して、こういったデバイスを使ってもらえるように活動をしているところですね。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

DMM.makeプロデューサー:
確かにカードの方の応用実例はかなり作れそうだと思いますが、中々デバイスは色々考える事が多そうですね。

新井様:
そうなんですよね。

DMM.makeエンジニア:
どういう場面で使えそうか、どのような例が挙がったかお聞きする事はできますか?

新井様:
デバイスですと、何が難しいかというと、電源を付けないといけないんですよね。

BluetoothやWi-Fiなど、ある程度の距離を飛ばすような通信機器だと、電池など何かしら電源を付けないといけないし、二次電池の場合だと充電が必要となってしまうので、その辺が難しいですね。今のところの使われ方の想定としては、例えば、ゲートがあって人が出入りするようなシーンで使えないかなとは考えていますね

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

DMM.makeプロデューサー:
電源を考えるのは、やっぱりデバイスの難しさではありますよね。

新井様:
そうですね。電源は色々と考える必要がありますね。

DMM.makeプロデューサー:
中々難しいところですね。太陽電池で自立的に動くとか。

新井様:
そうですね。(笑)

DMM.makeプロデューサー:
外から線を持ってくるのも嫌ですしね。

今回は、3Dプリンターは筐体の部分に使われているかと思いますが。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例
3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

新井様:
はい。

DMM.makeプロデューサー:
塗装もされていますよね?

新井様:
そうですね。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

DMM.makeプロデューサー:
品質に関してはいかがでしたか?

新井様:
結構、綺麗に出来ていますよね。

土元様:
塗装して頂いたのと、塗装無しの2種類を作製しました。材料はPA12を使わせて頂いたんですけれども、まぁいい感じでしたね。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

DMM.makeプロデューサー:
良かったです。どうしても、3Dプリンターという製法自体はそんなに寸法の精度がでないのと、表面の外形寸法に関して、塗装するとなると研磨して結構、寸法がずれてきてしまいます。そういう面に関しては、今回はそこまで気にされていませんか?

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

新井様:
そうですね。まだ、製品化という段階ではないので、シビアには考えてないんですけれども。

DMM.makeプロデューサー:
こちらの小ささ重視の方のカチッとはめ合わせるタイプですが、嵌合の感触はいかがでしたか?

新井様:
今回、そこはあまり上手くいかなかったですね。(笑)

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

土元様:
ツメで引っ掛ける嵌合部分は、今回90°で設計しているのですが、その90°がまず出ていなくて。PA11を使ってもっとその素材の弾力性に期待した設計にしていたら良かったのかもしれませんが、ただPA11を使っていたらネジの部分とかその他のところでどうなるかわからず。我々もまだ3Dプリンターの材料による違いでどこにどのような影響が出るか掴み切れていないところがあるので。

DMM.makeプロデューサー:
もう少し改善の余地ありという事ですね。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

土元様:
分かりませんけど、設計テクニックのところもあるのかもしれませんけどね。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

DMM.makeプロデューサー:
素材によってもかなり感触は違ってくるので、そこを変えるだけでも結果は変わってくるかなと思います。

3Dプリンターで切削加工には出せないスピード感を実現

3Dプリンター導入前の工法についてお聞かせください。

DMM.makeプロデューサー:
今回、試作を3Dプリンターで作られていますが、3Dプリンターを使わずに試作をされた事はございますでしょうか?

新井様:
色々な案件で切削加工はよくやっています。

DMM.makeプロデューサー:
切削加工で同じような筐体を作られていたというイメージですか?

新井様:
そうですね。

土元様:
他の製品も含めてという事でしたら、もちろん切削加工で何回もやっています。

DMM.makeプロデューサー:
他の製品は他の工法をされているという事ですね。

DMM.makeプロデューサー:
今回、3Dプリンターを採用頂いたところがお聞きできればと思いますので、今まで切削を使われていたところが、何故、今回はデバイスを作るタイミングで3Dプリンターを採用されたかをお伺いしても宜しいですか?

新井様:
我々は、カードのような薄いモノを今まで作っていて、そういう時は3Dプリンターだと作りきれないので、切削しかなかったという事がありました。

ICカードは厚さがおよそ0.8mmなんですが、3Dプリンターでは作れなくて。今回は、小さいけど、ある程度の厚さがあり、薄くはしたいんだけど、ICカードほど薄くなかったという事ですね。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

あとは、切削加工は3Dプリンターより少し高いかなというイメージがあります。

土元様:
納期とコストと、あとは3Dプリンターは間違いなく100%データだけで作って頂けますので。切削もデータだけでも出来るのかもしれませんけども、スピード感がかなり違いますね。

DMM.makeプロデューサー:
そうですね。今回の筐体だと、サイドに穴が開いている事もあって、切削加工だと何度か取り回さなければいけないのは大きくあるかもしれないですね。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

土元様:
逆を言うと、3Dデータだけで図面を書かないから本来必要な公差が完成品に反映されないというのはありますけどね。

DMM.makeプロデューサー:
その通りだと思います。

土元様:
だから、3Dプリンターと切削とでどちらが良いかは、作った部品に対して何を要求するか、何が要求されるかを考えつつ、判断しようかなと。

DMM.makeプロデューサー:
やはり、初期の頃のPoC (Proof of Concept)には3Dプリンターの方が向いているのかなと思いますね。速く作れますし、デザインパターンが幾つも出ているモノを同時並行で回せる事も強みかなと思います。

恐らく、ちょっとしたデザインの変更でも、切削だと条件が変わってきてしまうので、セットアップや取り回しの部分がどうしても変わってしまうんですけど。

3Dプリンターは形状の少しの変更だけでも、造形スピードにはほとんど影響が出ないので、そういう意味でも向いているかなと思いますね。

今回の使い方は最も適していると思っています。

新井様:
そうですね。

DMM.make3Dプリントサービスを活用するきっかけはなんでしょうか?

DMM.makeプロデューサー:
3Dプリントサービスの他社様は複数あると思いますが、その中でDMM.makeの3Dプリンター 出力サービスを活用すると決断したきっかけや理由などがございましたらお聞かせ頂けますでしょうか?

土元様:
弊社の工場でDMM.makeの3Dプリンター 出力サービスの話を聞いた事がありまして。

DMM.makeプロデューサー:
実は僕が一番、経緯に詳しいんじゃないかと思います。3Dプリンターメーカーさんの懇親会にご出席されていた方がいらっしゃいまして、そのタイミングで御社で使われている3Dプリンターと共通の3Dプリンターを弊社でも使っていたのですが。

そこで、弊社が色々なタイプの3Dプリンターを抱えた受託サービスをやっているという事を認識して頂いて。

中々自社で抱えられない、特に研究開発のような部署だと現場の生産用の機器が中々社内稟議を通すのも大変だという事もあって、使いづらいという会社さんも多いので。そういった意味でDMM.makeの3Dプリンター 出力サービスのような低コストで受託サービスをしているところをご紹介させて頂いた流れがあるかと思います。

結果的に上手くはまった部分があるのかなと考えていまして、それ以降、御社の中で活用頂いているのではないかと考えています。

なので、実は僕が一番詳しかったかもしれませんね。(笑)

DMM.makeエンジニア:
なるほど。(笑)

こちらからお勧めしたという事ですね。

工法の幅が広がり、よりアクティブな開発へ

3Dプリントサービスの導入後、どういった変化がありましたか?

土元様:
まずは、選択の範囲が広がったという事がありますね。

DMM.makeプロデューサー:
工法の選択幅が広がった事がやっぱり一番大きいんですね。

土元様:
あと、速いので、期間の短縮にも合っていたという事があります。

DMM.makeプロデューサー:
ありがとうございます。

モノづくり業界に対して、今後期待されているのはどういった事でしょうか?

土元様:
細かい3Dプリンターの設計テクニックを持っていないので、それも相談出来ればいいなと。例えば今回、スナップフィットをやりましたけども、ここはうまくいかないんじゃない?など、そういうのを頂けたり。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

DMM.makeプロデューサー:
もちろん一部やっていますが、中々スナップフィットを作る時の細かいアドバイスが今回、行き届かなかったと思うので、お尋ね頂ければもちろんお答えするのですが、そうじゃない時にでも内容を見させて頂いて、適宜ご回答出来るように我々も努めてまいりたいと思います。

土元様:
それと、気になっているのが、ネジの穴があるんですけど、弊社の方で後で雌ねじをインサートしているんです。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

3Dプリンターはセルフタップってやっぱり不安があってそういう構造にしました。最終製品で考える部品形状とは違う形になっちゃうのかな、とか。3Dプリンター用に設計しないといけないから、どうしようって考えるところはあります。

DMM.makeプロデューサー:
その通りですね。3Dプリンターは3Dプリンター用の設計があるので、何回か弊社でもWebセミナーを開催しているので、その内容に3Dプリント向けの設計テクニックの会を開催してもいいのかもしれないですね。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

土元様:
そういうのがあれば、是非。

DMM.makeプロデューサー:
あと、今はまだサービス化が出来ていないんですけれど、おっしゃっていたセルフタップが怖いので、インサートナットを入れたり、ヘリサート処理を施してほしいというのは、要望としてかなりありますので。

弊社も今、インサーターやヘリサートナットを仕込む事は、サービスとして検討しています。トライアルを幾つかやってみて、今後サービスとしてご提供出来るのではないかなと考えていますので、そちらに関してはご期待ください。

土元様:
是非、やって頂ければ。結構、インサートをするのも大変で。(笑)

DMM.makeプロデューサー:
そうですね。入れるの怖いですからね。(笑)

土元様:
数百個を作るのは大変で。(笑)

新井様:
量産は難しいですよね、今のところ。

DMM.makeプロデューサー:
承知しました。ありがとうございます。

土元様:
新しい事があったら、どんどん教えて頂ければ、我々も助かると思います。

DMM.makeプロデューサー、エンジニア:
承知しました。

特にDMMの3Dプリントサービスに対して、期待されている事はなんでしょうか?

新井様:
3D設計を委託するのは、要望としてありますか?

DMM.makeプロデューサー:
ありますね。ある一定量、我々側でも設計を承っていたりします。なので、ご依頼に合わせて対応出来ればと思います。是非、お願いします。

新井様:
はい。3Dのデータを作って頂けると楽かもしれないですね。

土元様:
仕様書をお送りしてそれでやって頂ければなと思います。ゼロからでも?

DMM.makeプロデューサー:
ゼロからでも、もちろん可能です。イメージなどをお伝え頂ければ、そこからコミュニケーションを取りつつ、製作を進めていく事も多々やっておりますので、そのように設計する事も可能ですね。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

DMM.makeプロデューサー:
なので、次回ご発注頂ける際には、是非そちらも含めてご検討ください。

新井様:
はい。

試作の実物披露をより充実させる事ができた

3Dプリンターを使って取り組んでいる御社のPRをお願いします。

新井様:
製品化にはまだ繋がらないとは思っていますが、今の段階で3Dプリンターを使って良かったのは、お客さんになる人かわからないですけど、トリリオンノード研究会の方々に、サイズ感や触った感じを手に取って見て頂けたのは、凄く良かったなと思っています。

あと、今回作ったモノはなるべく小さく作ってみたんですが、逆に小さすぎて持ちづらいという意見もあって、どういうターゲット向けに作るかによって、大きさや形状も変わってくると思うので、これから検討しないといけないとは思っています。

DMM.makeプロデューサー:
ありがとうございます。是非、トリリオンノード研究会も含めて、弊社のサービスサイトの中でご紹介出来たらと思います。

3Dプリンターを利用した生体認証IoT機器の超小型「BISCADEデバイス」の開発事例

DMM.makeエンジニア:
少し形状を変えてたくさん試作を作りたいという時に3Dプリンターは凄く向いていると思うので、これからドシドシ使って、試して頂ければと思います。

新井様:
そうですね。(笑)

土元様:
形状を少し変えるモノでもやって頂けるんですか?

DMM.makeプロデューサー:
もちろんです。

土元様:
データを少し加工するとか。

新井様:
やってもらえるのであれば、凄く便利です。

DMM.makeエンジニア:
もちろん。是非、ご相談頂ければと思います。

DMM.makeプロデューサー:
今回の場合は基板などがある程度、確定しているモノになるので、基板の形状や寸法情報を頂きながら、それに合わせてこちら側で色々なデザインパターンを出す事も可能だと思います。

基板を設計された時に、それに合う形状の要件定義をして頂いて、当社で色々と準備する事は出来ると思いますので、是非、そういった活用をして頂けると助かります。

新井様:
ちなみに、カラーバリエーションを増やすことも可能ですか?

DMM.makeプロデューサー:
プリント品でカラーバリエーションを設けるのは、染色以外では難しいんですけれど、今回のような形で塗装という事でしたら、いくらでも対応出来ると思います。

なので、PANTONEで指定して頂くのもいいですし、カラーチップを供給頂いて、カラーチップ通りに当社で調色したモノで塗装も出来ますので、そういった形で対応出来ればと思います。

新井様:
切削よりは安いと思うんですけどね。(笑)

DMM.makeプロデューサー:
数量がかさむ場合は特になんですけれど。なので、条件に合わせて幾つかご提示出来るかなと思います。

新井様:
はい。ありがとうございます。(笑)

DMM.makeプロデューサー:
本日はお時間頂きまして、ありがとうございました。

新井様、土元様:
ありがとうございました。

DMM.makeエンジニア:
ありがとうございました。引き続き、宜しくお願いします。



今回のケースでは、3Dプリントサービスを利用した事で、切削加工と比べそれまでにないスピード感とよりアクティブな開発を可能とした事例をご紹介頂きました。 マスプロダクションサービスでは試作品造形・検証から最終製品の量産、そしてプリンターの導入まで企業様をサポートするサービスをご提案させていただきます。 3Dプリンターの導入についてなどご質問・ご要望がございましたらお気軽にお問い合わせください。

3Dプリンターの導入についてなどご質問・ご要望がございましたらお気軽にお問い合わせください。