IoTとは未来へのカギ!基本から理解して活用しよう

「IoTって何のこと」
「IT・ICTとの違いは何」

 

そもそも、テクノロジーに関する用語は、似たようなワードが多すぎますよね。

 

「IoT」はモノとモノをネットワークでつなぐことですが、それでなにができるかイメージできない人が多いと思います。そこでこの記事では、下記の項目を中心に「IoT」について解説します。

 

・IoTについて
・IoTの仕組みと活用の流れ
・IoTの具体的事例
・IoTとM2Mの違い
・IoTがもたらすメリットとデメリット
・IoTの未来

実際の活用例を挙げながら解説しますので、よかったら参考にしてください。

 

IoTとは

IoTとは何か、言葉の意味・基本についてみていきましょう。

 

IoTの基本

IoTとは「Internet of Things」の頭文字で日本語に直訳すると「モノのインターネット」と訳します。

 

総務省では平成27年情報通信白書では、IoTについて次のように表しています。

 

IoTのコンセプトは、自動車、家電、ロボット、施設などあらゆるモノがインターネットにつながり、情報のやり取りをすることで、モノのデータ化やそれに基づく自動化等が進展し、新たな付加価値を生み出すというものである。これにより、製品の販売に留まらず、製品を使ってサービスを提供するいわゆるモノのサービス化の進展にも寄与するものである。

引用元:総務省『平成27年情報通信白書』

 

スマホやPCだけでなく家自体や、鍵・窓・戸・カーテンなどこれまでモノとして電気がかよっていないものから、照明機器・冷蔵庫などの家電や車・道路などあらゆるモノをネットにつなぎます。

 

 

それによって、データ収集・遠隔操作・遠隔モニタタリングが可能になります。

IoTの具体例

・スマートウオッチなら人の行動データを収集して可視化

・スマート家電は遠隔で操作・制御

あらゆるモノがネットワークによってつながり相互通信・制御ができるようになれば、私たちの生活の利便性が格段に上がる可能性があるでしょう。さらに、IoTにつながったデバイスから収集したデータはビッグデータとして活用され新たなサービスの基盤となることが期待されます。

 

IoTとM2Mの違い

M2MとはMachine to Machineのことで機器から機器の通信のことで、スマート・デバイスが結ばれるネットワークのことを表します。一方で、IoTはあらゆるモノがネットワークにつながる現代のIT環境がベースになった考え方です。

 

IoTの「あらゆるモノがネットワークにつながる」ことの中に「機器と機器」も含まれると言えるので、厳密にいえばM2MはIoTの一部であると言えます。

 

IoTの歴史

ここでは、IoTの歴史についてみていきましょう。

 

 

1980年代にはIoTの概念は提唱されました。

 

1984年日本では、当時の東京大学の助手であった坂村健氏がTRONプロジェクトを開始しました。TRONプロジェクトとは、マイコンを組み込んだモノ同士を結ぶシステムを構築するハードとソフトの研究です。一般向けには「どこでもコンピュータ」と紹介されました。

 

その研究の中で国産OSトロンが生まれました。しかしTRONプロジェクトを具現化するには当時のコンピュータのスペック・ネットワーク環境が整っていませんでした。

 

TRONプロジェクトの研究成果はオープンデータとして開放されて誰にでも活用できるようになっています。表を見ると2010年代、モバイル機器を一人一台持つようになってIoTが急速に発展したのが分かります。

 

IoTの仕組みと活用の流れ

IoTはモノをネットワークに接続してデータをやり取りする仕組みです。

ここでは、IoTの活用の流れをみていきましょう。

 

センサー付きデバイスからデータを収集する

「モノ」は、すべての物を表し、PCやスマホだけでなく家電・家の窓や鍵などあらゆる物を指しています。「モノ」にセンサーを取り付け、センサーは物の動きや状態を検知してデータ化します。センサーには次の物があります。

 

 

これを見ると私達の身近にあるモノのなかにたくさんのセンサーが組み込まれているのが分かります。

 

ネットワークを通じてデータを送信する

物理的にネットワークに接続する方法には、有線と無線がありますが、ほとんどの場合、無線が採用されます。なぜなら、無線には、設置の手間が省けるメリットがあるからです。

 

また、センサーが作成するデータは小さいので、高速で大量のデータを送る必要もありません。IoTに採用されるネットワークには、インターネットの他に次の例があります。

 

Wi-Fi

無線LANの規格を統一したIEEE 802.11規格に準じた2.4GHz を中心とした無線通信技術の方式です。異なるメーカーのものが接続できるので汎用性が高いです。

 

デバイスをインターネットに接続する方法として、広く認知されており、IoTにも活用されています。さらに、Wi-Fi技術の進歩により通信速度は高速・安定化しています。

 

移動通信システム

国際電気通信連合 (ITU) が定める無線通信システムのことです。身近なものとしては、携帯電話の回線に使用されています。移動しながらの無線通信に優れているため、車やバスなどのIoTに活用されます。

 

LPWA

LPWAは消費電力を抑えた通信方式です。IoTで活用されることを想定して、設計されています。

 

Wi−Fiや移動通信システムより低速なナローバンド(狭帯域)を使用しているので、消費電力を抑えながら長距離通信が可能です。そのため、インフラの整っていない地域や洋上などで活用されています。

 

Bluetooth

Bluetoothは、2.4GHzを中心とした無線通信技術の一つです。一般的なスマホやPCと周辺機器を接続するのに使われています。

 

Wi−Fiと比べて省エネ、低速なのが特徴。Bluetoothなら複数のデバイスを経由して、広い範囲からデータを収集できるメッシュネットワークの構築可能です。そのため、工場や農場など限られた広い空間で使うIoTのネットワークに採用されています。

 

NFC

モノを近づけることでデータ通信をする短距離無線通信です。身近なところではキャッシュレス決済で活用されています。

 

事前にペアリングを設定しないで利用できるのが特徴。家の鍵などスマートホームのIoTデバイスから、会社の勤怠の管理などさまざまな面で利用されています。NFCは私たちの生活の利便性を向上してくれるネットワークと言えるでしょう。

 

データサーバーでデータを管理

直接インターネットに接続されたデバイスのデータはクラウドに送信。その他のネットワークで送られたデータは「ゲートウェイ」というインターネットに接続したデバイスを介してクラウドに送られます。

 

さまざまなネットワークから送られるデータを回収するために、クラウドを使用します。

 

これらの仕組みを0から構築するのはコスト的、時間的に困難です。そのため、IoTの導入を簡略化するためにIoTプラットフォームが提供されています。代表的なIoTプラットフォームを紹介しましょう。

 

AWS IoT(Amazon Web Service)

公式サイト:AWS

IoTデバイスとAWSクラウドクラウドをAWSの提供するサービスを使って結び、データを管理・分析するシステムを構築できます。データを安全にやりとりする仕組みでIoTを実現します。

 

GCP(Google Cloud Platform)

公式サイト:Google Cloud

Google Cloud IoTはセンサーとクラウドを結び、データを処理・管理・分析できるGoogleのIoTプラットフォームです。収集したデータはgoogleの人工知能(AI)プラットフォームで解析できます。

 

Azure IoT Suite(Microsoft)

公式サイト:Microsoft Azure 

Microsoftが提供するAzureのサービスを組み立ててIoTのプラットフォームとして提供するシステムです。メニューがあらかじめ決まっていてそのベースをカスタムします。

収集されたデータをこれらのプラットフォームを活用して、データの可視化、デバイスの制御、モニタリング、人工知能(AI)を活用してデータを分析・予測します。

 

IoTでできること

IoTによってできるようになることは、3つに分類できます。

 

遠隔モニタリング

IoTで離れた場所にあるモノから状況(位置、気温、動きなど)のデータを収集します。

 

そのデータを観察したり、監視したりすることが可能です。IoTを活用した機械の保安システムは、機械の動作をモニタリングし、機械の現状を把握します。その上で必要な保全作業を促し、致命的な故障を防ぐことで機械の稼働寿命を延ばします。

 

遠隔操作

IoTでモノを遠隔で操作することが可能です。ビル管理システムやエレベーターの管理システムは、IoTで遠隔モニタリングした状況を判断し、遠隔制御で空調管理などビルの管理を行います。

 

モノ同士の連携

IoTでモノ同士がネットワークでつながります。自動運転の技術では、信号機と車がデータをやり取りし、速度を制御する研究が進んでいます。将来的には標識や道路などにもセンサーを取り付け、相互データ通信することでより安全で渋滞のない交通状況を作り出すことが期待されています。

 

IoTの活用事例

IoTのさまざまな分野での活用事例を紹介します。

 

IoT×交通

バスや電車などの公共交通機関でもIoTが活用されています。JR東日本ではIoT技術によって列車の運行状況をモニタリングしています。

 

公式サイト:JR東日本アプリ

モニタリングすることによって故障の予兆を察知、トラブル時には素早い復旧が可能です。また、IoTデバイスにより収集したデータで運行状況を知らせるアプリがあります。これによってユーザーは混雑具合や遅れを知ることができます。

 

IoT×農業

IoTを活用する農場では、農場内にセンサーを設置して農場の土や水・気候などをモニタリング データ化するためにIoT技術を活用しています。

それによって作物にとって最適な環境を作りが可能です。さらに、品質が安定したり、農場の管理の負担が減ったりするメリットがあります。

 

IoT×製造業

製造業の分野では、IoTを活用して人・機械・モノの動きをセンサーで収集・データ化して製造工程を可視化しています。これによって業務効率が向上、エネルギー配分、設備投資の最適化が可能です。

 

IoT×建設現場

建設現場のデジタル化にIoTが一役を担っています。建設現場の課題は、人の動きが見えづらいこと、材料の状況が現場全体で共有できていないことです。

 

そこでIoT技術を活用して人やモノを可視化し、人員配置や材料の在庫を最適化することで効率の良い現場を可能にしています。

 

IoT×物流

物流の現場では、商品の仕分けを自動で行う仕組みや荷物についたバーコードをスキャンしてデータ化する倉庫管理システム。また、配送の工程を管理するシステムにIoTの技術が活用されています。

 

IoTがもたらすメリット・デメリット

IoTがもたらすメリットとデメリットを確認します。

 

IoTがもたらすメリット

IoTのメリットを整理します。

 

遠隔操作で利便性があがる

IoTにより実行可能になる遠隔操作により、生活の利便性が上がります。

IoTを搭載した家電のことをスマート家電といいます。

 

例えばスマート家電の一例としてスマートリモコンがあります。スマートリモコンは赤外線リモコン対応の家電を、家の中や外から操作可能になります。外出先から家のエアコンの操作をしておいて、帰宅時に適温にするなどの使い方ができます。ペットを飼っている人におすすめ機能です。

 

データが見えて効率化できる

IoTでは、今までは見えなかったデータを可視化できます。

 

例えばスマートウオッチには多様なセンサーが内蔵されていて睡眠時から運動時までの人のすべてのデータを可視化します。それによって運動不足や過労を認識したり必要なカロリーを把握でき健康への意識を高めます。

 

効率が上がることで働き手不足の課題に対する対策になる

IoTはビジネスの現場でも活用されています。工場内のデータを集めてデータ分析をすることで人の配置や在庫を最適化できます。業務効率が上がり無駄がなくなること、ロボット技術を活用することで人手不足を解消可能です。

 

新たなビジネスのヒントとなる

IoTのセンサーによるデータが増加しています。データが多ければ判断材料が増えます。多くの視点から物を見ることでビジネスチャンスを拡大できます。

 

IoTのデメリット

IoTのデメリットを整理します。

 

IoTデバイスはセキュリティ対策が不十分

IoTデバイスのセンサーは、セキュリテイの対策が十分でないことがあります。

 

実際に総務省の調査の報告で、IoTデバイスのID・パスワードの管理が不十分だったとされる数は、調査数9000万件のうち約31,000~約42,000件ありました。

参考元:総務省『脆弱なIoT機器及びマルウェアに感染しているIoT機器の利用者への注意喚起の実施状況』

また、その数の多さからすべてのIoTデバイスのセキュリティを手動で更新することは困難です。データに優劣はありませんが、自動運転や医療機器のIoTデバイスは悪意をもって操作されると大きな事故に直結しますので、セキュリティ対策は重要です。

 

プライバシーの問題

IoTはカメラやセンサーからデータを取得できます。企業はそのデータを活用することでサービスを提供します。

例えば、電気の使用状況のデータから、その人の生活リズムをある程度把握可能です。

それに加えて水道やガスの使用状況・防犯カメラの画像などを組み合わせることで、個人の生活をかなり特定可能になります。当初の想定以上にデータからプライバシーを侵害する可能性があります。

 

災害によるシステムダウンに弱い

IoTは電気を使った技術です。その根本である電源が落ちてしまうとすべての機能が使えなくなります。IoTが発展してIoTの依存度が高くなるほど、システムダウンのダメージは大きくなってしまうでしょう。

 

IoTの未来

IoTの技術は他の最先端技術とリンクしながら進化します。

 

IoTとAIの進化

IoTの進化は、ネットワーク環境の向上・センサーのさらなる小型化高性能化を伴う増加と人工知能の発展により社会の最適化(効率化・在庫減少)が進みます。さらに、ロボット技術が発展することでさまざまなモノが自動化します。

 

それによって、経済発展と社会的課題(少子高齢化など)の解決を両立するSociety 5.0が実現します。

 

 

 

Society 5.0とはサイバー空間(仮想空間)とフィジカル空間(現実空間)を高度に融合させたシステムにより、経済発展と社会的課題の解決を両立する、人間中心の社会(Society)。

 

狩猟社会(Society 1.0)、農耕社会(Society 2.0)、工業社会(Society 3.0)、情報社会(Society 4.0)に続く、新たな社会を指すもので、第5期科学技術基本計画において我が国が目指すべき未来社会の姿として初めて提唱されました。

引用元:内閣府『Society 5.0とは』

 

そして、その先にはモノが自主学習して「モノが自律して行動する」未来になるかもしれません。

 

Internet of Human

Internet of Humanは「人のインターネット」と言われます。頭文字をとって「IoH」といいます。IoHは人とインターネットをつないで新たな価値を見出す研究です。

 

一例として人にセンサーを取り付けて状態を可視化する研究があります。

例えば、社内会議でプレゼンテーションをした時、センサーを取り付けた会議参加者の反応や動きをデータ解析して理解度を可視化できます。それによってもし理解されないプレゼンなら方法を変えるなど対策が可能です。また、人の姿勢や行動を解析してその日の体調を推測、無理をさせない労働力の最適化なども考えられます。

参考元:ASCII.jp『「Internet of Human」の未来を体験――de code 2019のEXPOエリアで衝撃を受けた』

 

他にも動画配信サービスだったらどうなるでしょうか?

 

IoHが発達した世界では、人と映像サーバーがつながった状態で動画を視聴して、感情の動き(感動)などに応じて課金されるサービスが可能となるかもしれません。このように、IoTはこれからも進化し続けるでしょう。

 

まとめ

この記事では、IoTに関して下記の点を中心にまとめました。

 

・IoTについて
・IoTの仕組みと活用の流れ
・IoTの具体的事例
・IoTとM2Mの違い
・IoTがもたらすメリットとデメリット
・IoTの未来

IoT技術の進化は、人材不足の解消や業務の効率化に寄与します。そのため、今後企業のデジタル化の推進には、IoTの技術が欠かせないでしょう。ぜひ、この機会に自社でIoTが活用できないか、検討してみるといいでしょう。

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