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テクノロジー

人工衛星からマイクロ波を照射、AIで解析して地域の水道管の漏水を調査する技術 43

ストーリー by nagazou
これは便利 部門より
愛知県豊田市では、イスラエルのITベンチャー・Utilisの技術を用いて、衛星画像データをAIで解析するシステムを利用した水道管の漏水調査が行われたそうだ。水道水とそうでない水はマイクロ波の反射の仕方が異なるという特性を利用しているとされる。2020年9月から21年4月にかけて市内の556区域を調査した結果、154区域の259カ所で漏水を見つけたとしている。従来は約5年必要だった作業を約7か月にまで短縮できたという(ジャパン・トゥエンティワITmedia)。

人工衛星からマイクロ波を照射して対象となる地域の画像データを取得。続いて反射で得られたマイクロ波の特性と取得した画像をUtilisが独自開発したAIで分析、それにより半径100mの範囲の漏水カ所を特定。そのデータを元にして水道管の敷設データを元にして実地調査を人の手で行ったとしている。
  • 原理とか (スコア:5, 参考になる)

    by phason (22006) <mail@molecularscience.jp> on 2021年06月19日 11時13分 (#4054026) 日記

    ・どうやって地下が見えるのか?

    マイクロ波(や,もっと波長の長い電波類)は地面に対してある程度侵入長があるので,減衰しながらも内部にまで浸透していきます.
    このため,ある程度地下にあるものからの反射もディテクトすることが可能です.
    マイクロ波を使ったこの手の探査では,少なくとも1~2 mほど地下までの情報は得られることがわかっています.

    同様の探査は例えば月面や火星の地下探査でも用いられています(レーダーサウンダー).
    特に波長の長い電波は非常に地下深くまで浸透するため,100 mを超えるような深度の構造を観測することも可能です.
    (原理的にはキロメートル単位まで見れるのでは,とかいう話も聞いた覚えが)

    ・水道水と地下水をどう区別するのか

    水道水は飲用にするためイオン濃度が非常に低くなっているため,誘電率がかなり小さくなります.
    一方通常の地下水等はそれなりのイオンを含んでいる(ことが多い)ため誘電率が高く,マイクロ波の反射が微妙に強くなります.
    どちらもただの乾いた土に比べると反射は強いのですが,微妙な差を見ることで一応区別はできるよ,という研究は見たことがあります.今回のも比誘電率で云々と書かれているので,まあ反射強度の差で区別しているのだと思います.
    ただしその差はかなり小さいので,単に反射率の絶対値だけではなく,その形状やら分布の仕方やら得られる情報すべてを考慮に入れて,どっちの可能性が高いかを絞り出す,という感じだとは思います.

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      衛星の画像解析には、「だいち2号(JAXAの衛星)」の画像データを用います。
      衛星によるLバンドのマイクロ波(1.3GHz前後)が地下2m程度まで浸透し、
      比誘電率の違いによる反射特徴から水道水と非水道水とを区別できる独自のアルゴリズムを基に
      AIにて解析し
      、水道管の漏水を検知します。

      とあるが、工事を行って水道管が埋没されている市街地で、同じ深度域に自然の地下水が
      流れているとも思えないので、探査深度が2m程度までなら、そも自然水かどうか特段判別する必要も無いんではないか。

      • by goldenslamber (49013) on 2021年06月20日 10時51分 (#4054402)

        雨降ったら道路が濡れて、誤判定してしまうのかも。

        • by Anonymous Coward

          「晴れが続いた日にやれや」と言うだけだろうw

          • by Anonymous Coward

            雨だけならそうだけど、他(下水とか、川とか、工業用水とか)との区別もできる(可能性レベルかもしれんが)のが
            新しいんでしょうな。

            • by Anonymous Coward

              水道管からの漏水を調べるんだから、水道管やその他の地理情報が載った地図にマッピングして判別するんでしょ。
              人工的な水路はちゃんと通り道がわかっているんだから混同することはあるまい。

      • by Anonymous Coward

        衛星もイスラエルかと思ったら、そこはJAXAなのか。
        本文にも書いておいてくれたらいいのに。

        なんかJAXAって登録すればいろんな衛星のデータを結構タダで使えますよね。
        見つけた時すごい太っ腹だと思ったんだけど、海外の宇宙機関も同じようなことやってるのかな?

        • by Anonymous Coward

          受信アンテナ持っていて、NASAにデータを送れば対価に鍵が貰えて使いたい放題はあったな。
          # 10年以上昔の話です。

  • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 7時45分 (#4053926)

    こういう「んなこと出来るの?」的ネタ大好き。
    デジカメの顔検出とかもイスラエル発祥だっけ?

    ここに返信
    • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 8時11分 (#4053937)

      できる範囲の技術で労力を削減するのは良いね。日本の企業だと誤差1メートルで特定できないと意味ない。とか却下されそう(偏見)。

      • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 12時38分 (#4054060)

        どちらかというと、この技術を水道管の漏水調査に使えると考え付いた人がすごいな。
        元々の技術はそのために開発した物じゃないだろうから。

      • by Anonymous Coward

        これ、トンネル工事の漏水問題に使えないかな
        上手く使えばリニアの水問題も不毛な議論しないで解決するんじゃないかな

        • by Anonymous Coward

          リニアの水問題は政治案件だからどんだけ科学的な事実を提示しても無意味です。
          水一滴たりとよそに流すな、って考えだからね…。
          そして戻すと言ってもゴネる。田舎者に理屈は通じないよ。

    • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 11時08分 (#4054023)

      地下のトンネルを探す需要が他地域よりも高いんで、この技術が発達した可能性を思い付く。
      ※それなら韓国か、米国の対墨麻薬密輸対策の辺りもかな。

    • by Anonymous Coward

      音声での嘘発見ソフトも一時期流行ったねえ。
      しかし、なんでマイクロ波を照射する機能もってるんだろう。通信用?

      • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 11時16分 (#4054028)

        > なんでマイクロ波を照射する機能もってるんだろう。通信用?
        記事内リンクのジャパン・トゥエンティワンのプレスリリースを読むと、だいち2号のデータを用いた、との事。
        イスラエルのユーティリス社が衛星を保持しては無さそうで、色んな衛星のデータから解析出来る技術が強み、の企業と思う。

      • by Anonymous Coward

        元々地形測定用にSAR(合成開口レーダー)を積んだ衛星が有ります。
        遺跡発見にも使われてるよ。

    • by Anonymous Coward

      キネクトもそうだね。
      イスラエルは中国もびっくりの侵略国家だけど
      高等教育や知的産業振興には大いに見習うとこがあると思う。

  • マイクロ波の反射のし方が異なるとあるけど、水道水自体とそれ以外の水自体で反射が異なるのですかね。だとしたら、どういう原理で異なるのんだろう。

        それとも、水道管のような人工物を流れる水道水と、それ以外の水は流路の状態や水の流れ方が違っていて、マイクロ波の反射の仕方が異なるということなのかしら。

    ここに返信
    • Re:水道水とそうでない水 (スコア:1, おもしろおかしい)

      by Anonymous Coward on 2021年06月19日 10時37分 (#4054007)

      ○イプテ○ターを通った水は活性化しているので、マイクロ波に対する特性が異なるはず。

    • by Anonymous Coward

      記事内リンクのジャパン・トゥエンティワンのプレスリリースの一文に、
      > マイクロ波(1.3GHz前後)が地下2m程度まで浸透し、
      > 比誘電率の違いによる反射特徴から水道水と非水道水とを
      > 区別できる独自のアルゴリズムを基にAIにて解析
      と在った。素人なんでナンノコッチャ?ww。

      上水道に特有で含まれるカルキ等、電波への反応に特徴あり、って事でしょうか。

      • by Anonymous Coward

        水道水は水以外のものが少なく管を通っている,みたいな特徴じゃないかな?

    • by Anonymous Coward

      phasonさんのコメント [science.srad.jp]参照。

      #すでに参考になる+5になってるけど(笑)

  • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 14時41分 (#4054115)

    国境の地下トンネルを発見する技術の応用かな。
    いや待てよ、マイクロ波によって水道管をピンポイントに破裂させる技術かもしれない。

    ここに返信
  • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 6時59分 (#4053922)

    日本語まともにならんものだろうか。
    マイクロ波で100mの範囲で候補をあげただけで特定はしてないよね?
    その次の分も”元に”が2か所ある。
    マイクロ波で候補を選定し、敷設データと照合して、人が特定した、んだよね?

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      従来の音聴方法だって正確な漏水箇所を特定できてたわけではないでしょ。
      水道管は埋まってるのだから。

      図を見ると確かに精度高いようには見えないから、
      マイクロ波→ 音聴→掘り返し
      と段階追って使用するものでは?

      • by Anonymous Coward

        僕のポテトはチンちんちん♪ちんちん♪マイクロまじっくぅ~♪

        マイクロ波と言っても幅広いし効果も違うからねぇ

        良く思いつくわイスラエル。

        >従来の音聴方法だって正確な漏水箇所を特定できてたわけではないでしょ。
        かなりの精度で特定できるよ。

      • by Anonymous Coward

        そもそも水道の漏水は水道管の古いところを手当たり次第に調べるしかなさそうだから、
        あたりを付けられるだけでもかなり違うんじゃないかな。
        #水量の変化を調べるのもあるかもだけど、よほど大量の漏れでないと厳しそう。
        #あとは末端のメータの積算と元水量の比較ぐらいか。

  • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 7時18分 (#4053924)

    おねしょをした小学生の家を特定できるようになるだろうか

    ここに返信
    • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 12時58分 (#4054076)

      ネズミだが

      https://smallzoo.net/chougenbou [smallzoo.net]
      > チョウゲンボウの眼は紫外線を識別でき、ネズミの尿が反射する紫外線を検知してネズミを探せる。鳥が紫外線(の波長帯)が見えていることは以前から分かっていたが、チョウゲンボウはその能力を利用してハタネズミなどの獲物の尿の道(=普段の通り道)を知り、効率的に獲物を発見している。

    • by Anonymous Coward

      地図書いたシーツをそのまま干すん?

      • by Anonymous Coward

        少女のおねしょとその他のおねしょは区別できるんだろうね?

  • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 8時55分 (#4053955)

    「衛星」「マイクロ波」っつったらこれでしょっ

    ここに返信
    • by Anonymous Coward
      人工衛星からは外伝漫画ネタだから
    • by Anonymous Coward

      マイクロウェーブくるっ!

  • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 9時22分 (#4053965)

    やってないのかな?

    ここに返信
  • by Anonymous Coward on 2021年06月19日 9時48分 (#4053985)

    水道水の漏水って、地下だよね? 埋設管からの漏水だからね。その地下の水をマイクロ波でどうやって検知できるんだろ?
    地表の温度でも感知するのかと思ったけど、そもそも水道管って道路直下に埋設しているので舗装の下ですよね?
    温度って訳でもなさそう。 マイクロ波って、つまりレーダーなんだろうけど。

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      自分は地下を見るのではなく地表を見ているのではないかと思った。
      地下と言うのは水道管の敷設図から水道管の位置から推定ではないかと。
      水道水とそうでないものは温度かもしれない。
      でも、マイクロ波っていうのから導電率かと思ったけどそれは無いかなぁ。

    • by Anonymous Coward

      「マイクロ波 リモートセンシング 土壌水分量」
      で検索すると色々?出てくるので理解したらわかりやすく教えて下さい

    • by Anonymous Coward

      とりあえず元記事のリンク先くらい読もうよ。

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私は悩みをリストアップし始めたが、そのあまりの長さにいやけがさし、何も考えないことにした。-- Robert C. Pike

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