近年、「IoT」という言葉を耳にする機会が増えてきました。モノとインターネットをつなぎ、幅広い分野の発展に貢献しているIoTは、世界規模で急速に広がっています。さらにIoTは、SDGsとも深く関りのある技術です。SDGsに関心のある人は、ぜひとも知っておきたい言葉の１つでしょう。

それでは、まずIoTがどのような技術なのかを見ていきましょう！

IoTとは？

IoT（アイオーティー）とは「Internet of Things」の略語になり、日本では「モノのインターネット」とも呼ばれています。今までインターネットに接続されていなかった、

などのモノ（Things）が、インターネットに接続されることによって暮らしや社会をより良い方向へ導く技術です。

さらにIoTを利用することで、工場、医療、農業、都市、交通、電力、造船、建設など、さまざまな分野での新しいサービスやビジネスモデルの誕生が期待されています。

例えばIoTが使用されているモノの１つに、スマートスピーカーがあります。スマートスピーカーは「音楽を流して」と話しかけると自動で再生してくれるため、自身が動き電源を入れる必要はありません！

この一連の流れの中でスマートスピーカーは、

上記２つを自動的に行っています！

音声認識や自然言語処理は、従来のスピーカーには搭載されていない技術でしたが、インターネットとつながることによって実現しました。また、音楽を流すだけでなく、他の家電ともつながり、音声によって電源のオンオフができるなど可能性も広がっています。

IoTとIT・ICTとの違い

IoTを考える上で理解しておきたい言葉にITやICTがあります。似た言葉ではありますが、それぞれ異なる意味を持つため、IT、ICT、IoTの違いをまとめました。

【IT・ICT・IoTの違い】

ITは「Information Technology」の略語であり、情報技術の全体を指す言葉になります。そして、「Information and Communication Technology」の略語であるICTとIoTはつなぐ対象が異なり、インターネットを「人」と「モノ」のどちらにつなぐのかで見分けられます。

通信技術関連の話では、この３つの言葉がよく使われるのでなんとなく覚えておくと良いでしょう。

IoTが何を指すのか分かったところで、なぜ最近になって注目されるようになったのかを見ていきましょう。

なぜIoTが注目されている？

もともと概念自体は1999年頃から存在していましたが、注目され始めた背景には、

の３つの変化が関係しています。

①コストの変化

IT技術が社会や暮らしに浸透し始めると、多種多様なサービスや機器が量産され、コストの低減化が起こりました。

そして主に低減化されたコストが、下記のものになります。

②技術の変化

技術面も、端末・ネットワーク・データ分析技術の分野において、大きな変化がありました。

③社会の変化

1984年頃にインターネットが登場し、社会から注目されるようになったのは1990年代と言われています。そしてインターネットは現在も私たちの生活に溶け込み、膨大な数の人々とつながる手段となっています。

そんなインターネットとIoTを普及させるきっかけとなった社会の変化が

です。

このように、さまざまな変化が重なり、IoTは注目されこれからも需要が高まっていくでしょう。

次はIoTに欠かせない4つの要素について見ていきます！

IoTの仕組み｜モノ・センサー・ネットワーク・アプリケーションの欠かせない4つの要素

さまざまな要素で構成されているIoTですが、その中でも欠かせないのが、

の４つです。

それぞれの要素がIoTの構成に、どのように関係しているのか１つずつ見ていきましょう。

１.モノ

「モノ」は、電化製品やスマートフォンなど私たちが使用している端末を指します。IoTは「モノのインターネット」と呼ばれていることもあり、その基盤となる「モノ」は構成する上で欠かせない要素と言えるでしょう。

最近では、車や農業機械などの大きなモノからペンや歯ブラシといった小さなモノまで、あらゆるモノがIoTの対象となっています。

２.センサー

センサーは、「モノ」に組み込まれているデータを測定する技術です。温度や光などの対象を感知し、状態や変化を情報に変換できます。

対象によって、

など、さまざまな種類が存在し、あらゆる情報に対応が可能です。

最近では味覚や嗅覚など、人間の五感を置き換えるセンサーも登場しています。このほかにも、センサーには一見関係がなさそうなカメラやマイクも分類されています。情報処理技術の発展により映像や音声を分析する際に、「何が写っているのか」「何が音を出しているのか」も自動的に把握できるようになったことが理由の１つです。

このようにセンサーは技術の発展とともに、さまざまな種類が登場しています。しかし種類が増えることは、私たちの選択肢も多くなるということです。必要なIoTシステムを構築するためには、目的に合ったセンサーを選択しなければなりません。

選択を間違え必要なデータを得られない事態を防ぐためにも、

を、検討する作業が重要となってきます。

３.ネットワーク

センサーで取得したデータを、パソコンやスマートフォンなどの端末に送る手段がネットワークです。

そしてIoTで使われるネットワークは「無線通信規格」と呼ばれており、

などが挙げられます。

とくに５Gは「高速」「大容量」「多接続」「低遅延」という、４つの特徴を持ったIoT時代を支える期待の通信システムです。

このように、さまざまな種類がある無線通信規格ですが「近距離通信」と「長距離通信」に分かれており、「どのようなIoT機器を開発するか」によって選択します。それぞれの分類は下記の通りです。

近距離通信は通信速度が出やすい反面、消費電力が大きく、電波が届く範囲は規格によって異なります。一般的にはWi-FiやBluetoothが約100ｍ、ZigBeeは約50ｍになると覚えておきましょう。さらに安定した周波数帯（※）を持っており、狭い範囲でいくつもの装置をコントロールしなければならない時に最適です。

長距離通信に共通していることは、数百ｍ以上の広範囲に電波が届く点です。そのため森の中など屋外でも使用できます。IoT時代の通信として注目されている５GとLPWAは、どちらも長距離通信のため広範囲にデータが届きます。

５Gは、

上記の特徴から機械の遠隔操作や自動運転など、正確性・信頼性が求められるものに。LPWAは、低コスト・低消費電力が優先される際に適しています。

このように５GとLPWAは、用途や予算によって使い分けることが大切です。

４.アプリケーション

アプリケーションは、センサーで測定したデータをネットワークを通して受け取り、下記の処理が行われます。

集められたデータの可視化

データは端末に移動できたとしても、私たちが理解しやすい状態にしなければ意味がありません。そのため受け取ったデータは、グラフや表など適した仕様にします。

例えば、梅雨時期の降水量のデータが1ヵ月分送られてきたとしましょう。数字が横並びになっているだけで見づらく、降水量が多い日も分かりにくい状態です。それをアプリケーションでは、棒グラフを使って表示。棒グラフにすることで、一目で降水量の多い日が分かるようになります。

「機械主導で情報処理を行う」ことがIoT本来の要素ですが、１番に優先すべきことは「人が使いやすい状態にする」ことです。そのため、アプリケーションではデータの可視化が行われています。

データの解析

データの解析では、画像や映像の解析を例に挙げましょう。お店や街角、最近では自宅に設置している人も多い監視カメラは、ネットワークとつながっており、カメラに写る場所を遠隔で確認できます。しかし、最終的に映像を確認するのが人間では「完全に機械主導」とは言えません。

そのため最近では解析技術の発達により、カメラに写る人物が「どのような動作をしているか」を高精度で認識できるようになっています。この技術を使用することで知らせてほしい動作の時のみ、人に通知することも可能になるでしょう。

予測・最適化

先述したデータの可視化や解析によって、人に分かりやすい状態でのデータの提供を可能にしました。しかし可視化されたデータを受け取る人が、自分に必要な部分が分からず、誤った解釈をすることもあるでしょう。

そのような間違いを防止するためにも、機械に「受け取ったデータの、どの部分が必要か」までを考えさせます。同時に、多くの情報を迅速に集め正確な全体像を把握し、最適化するのです。

これらの欠かせない要素によってIoTは構成され、私たちの暮しや社会をより良い方向へと導いてくれています。

難しい内容ではありますが、なんとなく全体像をぼんやりとつかめたところで、続いては、実際にIoTを活用すると何ができるのかを見ていきましょう。

IoT活用によりできること

IoTの活用は、

の４つを可能にしました。

遠く離れた場所からモノを操作できる

IoTの代表的な活用方法は「モノの遠隔操作」です。

例えば外出先で、自室の照明を消していないことに気づいたとしましょう。従来であれば消しに帰るか、諦めてそのままにするかの２択でした。しかし、家電や照明をスマートフォンからまとめて操作できるIoT製品「スマートリモコン」があれば、外出先からも照明を消せます。

流れとしては、

ほとんどの家電が赤外線通信を利用しており、赤外線通信対応のスマートリモコンにまとめられます。そして操作は、Wi-Fiを通してスマートフォンから行うように命令するのです。

遠く離れた場所からモノの状態を知ることができる

モノの状態を把握するうえで、重要となるのがセンサーを使用したセンシング（感知）技術です。このセンシング技術が、さまざまな場所で活用され始めています。その１つに自動車のタイヤがあります。

株式会社ブリヂストンでは、タイヤをIoT化。タイヤの内側にセンサーを取り付けた「CAIS」を開発しました。

センサーによって路面の状態をリアルタイムで把握し、

上記７つの路面状態を判別します。

そして、この技術を氷雪巡回車の散布作業に応用したのです。

CAISは路面判断を行うと、下記の流れで散布作業を行います。

これにより、

などが改善されました。

モノの動きを検知し教えてくれる

先述した「モノの状態を知ることができる」と同様に、モノの動きを検知する際もセンシング技術が活用されます。このセンシング技術とIoTを組み合わせることによって、情報の「把握」「可視化」や状態の「調節」が可能になります。今回は、可視化の部分に注目してみましょう。

長野県の諏訪湖では2018年から、Suwa Smart Society5.0（※）の一環として「諏訪湖水質観測プロジェクト」が開始されました。

このプロジェクトはIoTを活用した、諏訪湖の水質の可視化を目的として行われています。諏訪湖では2016年に、水質の悪化が原因でワカサギの大量死が発生しました。これにより、リアルタイムでの監視の必要性が出てきたのです。

方法は、

の手順で行われます。

可視化を行うことで、リアルタイムで水質の状態が分かるだけでなく、水質測定にかかる手間の削減にも貢献しました。

モノ同士が連携する

人を通さずにモノ同士が連携し、自動的に判断や行動に移す「自動化」がIoTの特性でもあります。この自動化を利用したモノの１つが「スマートホーム」です。スマートホームとは、IoT技術が組み込まれた家電や設備を利用した住宅になります。

家電や設備などの「モノ」を、制御する管理システムとインターネット上でつなぐことによって、

など、生活のさまざまな動作が自動化されるのです。

そして、このモノ同士の連携は先述した

の要素も含まれています。

企業のIoT活用事例やアイデアを分野別に紹介

ここからは、実際にIoTを活用している事例を分野ごとに見ていきます。

【生活】PanasonicのスマートHEMS

HEMSとは、「Home Energy Management System」の略語です。

これは、家庭で使用するエネルギーの管理を行うシステムとなっており、

などを行います。

2012年に内閣府が発表した「グリーン政策大綱（※）」では、家庭エネルギー消費に関しても記載されており、そのなかに、2030年までにHEMSを全世帯に普及させることが書かれているのです。現在HEMSは、さまざまな企業が開発に力を入れているシステムの１つであり、Panasonicでも「スマートHEMS」という名前でサービス提供を行っています。

スマートHEMSでは、センサーを利用したIoTデバイスやクラウドを利用したエネルギー管理システムを使用。

これにより、

などを実現しました。

家庭内のエネルギー管理に重点を置いているHEMSは、上記を実現することによって、暮しがより豊かで快適なものになります。さらに、新しいエネルギーシステムの有効活用にもつながるでしょう。

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【製造】武州工業株式会社の生産管理システム「BIMMS」

自動車・医療・介護用品専門のパイプ製造を行っている武州工業株式会社では、独自の生産管理システム「BIMMS」を使用。作業工程や機械の稼働状況の可視化を行っています。

可視化の流れとしては下記の通りです。

そしてBIMMSを開発したことによって、

などにつながりました。

さらに武州工業では自社開発の設備を組み合わせて導入することで、どのくらいのCO2削減に効果があるのかを可視化し、社員全員の意識向上とCO2削減に努めています。

【建設】コマツのKOMTRAX

建設機械メーカーのコマツは建設機械にGPS機器を搭載し、ネット接続機能を持たせた「KOMTRAX」を開発。そして、下記のような流れで使用されます。

1. 建設機械に、「KOMTRAXターミナル」と呼ばれる装置を接続
2. 機械から集められた情報をデータ通信を使いサーバへ送信
3. 受け取ったサーバは、送られてきたデータを蓄積
4. インターネットを通して、お客様やコマツのサービスマンに提供

これにより、

などが期待できます。

そして盗難対策の面では、「作業現場から500m以上離れると通知がくる」や「遠隔操作でエンジンを止められる」などの機能も搭載したことで、実際に建設機械の盗難が減少し、盗難保険も安くなりました。

このように建設機械のIoT化が進むと、サービスも多様化されていきます。

【小売】株式会社スマートショッピングの「スマートマットクラウド」

小売業が抱える悩みの１つに「在庫管理」があります。

具体的な例として、

などが挙げられるでしょう。

このような悩みを改善するために、株式会社スマートショッピングでは「スマートマットクラウド」を開発。体重計のようなデザインの在庫管理用IoT機器になります。

スマートマットクラウドは、Wi-Fiを利用したワイヤレス通信でクラウドソフトとデータ連携を実現。

これにより、

などを可能にしました。

導入することによって在庫切れ防止だけでなく、業務の効率化や廃棄ロス低減・コスト削減につながっています。

【保険】損保ジャパン日本興亜の「スマイリングロード」

損保ジャパン日本興亜が提供する「スマイリングロード」は、安心安全な運転と事故防止対策を支援するサービスになります。

通信機能付きドライブレコーダーによって、ドライバーの運転状況を可視化。それを把握した管理者は、ドライバーに運転の改善や最適化するための的確なフィードバックできるようになります。また、ドライバーの運転状況はWEBサイトに集めランキング化されるため、指導が必要なドライバーも特定しやすい仕組みです。

スマイリングロードの流れは、下図のようになっています。

IoTを使用したスマイリングロードを活用することによって、これまで、

などの管理者の悩みを改善することにつながるでしょう。

【金融】株式会社千葉興業銀行の「LTEモバイルソリューション」導入

千葉興業銀行では銀行機能や営業のデジタル化を見据え、「LTEモバイルソリューション」を採用。

LTEモバイルソリューション（※）とは、沖電気工業株式会社と丸紅ネットワークソリューションが開発したマルチキャリア対応の音声IoTゲートウェイ装置（※）で、現在113ヵ所の店舗外ATMに導入されました。LTEモバイルソリューションは、無線回線のため回線工事が不要、月額回線費用も最大50％低減します。

そのほかにも、

などにも活用されています。

【防犯】京セラコミュニケーションシステムの見守りシステム

京セラコミュニケーションシステムは、sigfoxを活用した見守りシステムを展開。

これは、

の2パターンの見守り情報がLINEまたはメールで通知されるサービスとなっています。また、一定時間感知がない場合もLINEやメールで通知。この見守りシステムは、振動感知を利用して、空き家の管理にも利用可能です。

ここで使われているsigfoxとは、安価で消費電力の少ないLPWA規格になります。IoTで使用されているネットワークの「長距離通信」に分類され、通信距離が最大で数十km。さらに年額通信料は100円からと、導入コストの安さも魅力です。

【医療】YaDocのオンライン診療システム

オンライン診療とは、パソコンやスマートフォンなどのデジタル機器を通して問診や診察を行うことです。「仕事が忙しい」「感染症が気になるから病院へ行きづらい」など、何らかの理由があり病院へ行けない人の時間的・精神的・身体的な負担を軽減できるとし、注目を集めています。

2018年度の診療報酬改定によってオンライン診療も保険適用となり、さまざまな医療機関が導入するようになりました。ここで使用されているのが、IoTデバイスです。

IoTデバイスを利用したオンライン診療システムの１つに、株式会社インテグリティ・ヘルスケアの運営している「YaDoc（ヤードック）」があります。

YaDocは、

などのサービスを、一般・医療機関・製薬会社に提供。

モニタリングは各種測定機器に記録した血圧・体重・脈拍などの生体データを、スマートフォンを利用して気軽に確認できます。また、データを医師と共有することで治療にも生かせます。

IoTの課題や問題点

モノとインターネットがつながったことにより、各分野においてできることが増えました。しかしIoTは完璧ではなく、いくつかの課題が残っています。私たちがIoT社会で生きていくには、IoTが抱える課題や改善策を知ることが必要です。

ここからは、IoTの4つの課題である

を、改善策と一緒に見ていきましょう。

Ⅰ.セキュリティ対策

モノがネットとつながるIoT社会は便利なことも多い反面、個人や組織の安全が脅かされる可能性もあります。

あらゆるものがネットとつながるということは、すべての情報を見られる可能性もあります。私たちは便利な社会で暮らすと同時に、サイバーテロなどの最悪な状況も想定してIoTを利用しなければならないのです。

対策としては、機能分散型のシステム構造にしましょう。そうすることによって、もしIoTシステムの一部が破壊されても、ほかの部分へ被害拡大を防げます。ネットとつながった状態で機能を分散し、安全を補強する仕組みを構築すればセキュリティの向上にもつながるでしょう。１つにまとまっていない分、利便性は多少低下しますが安全性には変えられません。

2つ目の対策は、パスワードの定期的変更です。これまでに攻撃を受け被害にあった機器の調査報告によると、IoT機器のパスワードが購入当時のまま使われていることが多いそうです。そのため、簡単にパスワードを見破られ機器が乗っ取られる、または攻撃の踏み台にされる被害が発生しています。

被害を受けないためにも、

などに気をつけましょう。

Ⅱ.人材の不足

近年、日本のIT人材は不足していると言われています！

【IT人材需給に関するグラフ】

上記のグラフは、経済産業省が発表したIT人材需給の推移予想になります。現時点で、2030年には約45万人もIT人材が不足すると予想されているのです。そして今後、IT人材の中でも特に「大幅に不足する」と言われているのが、

の分野になります。

理由としては、

ためだと言われています。

そのなかでもIoTは、ビッグデータ、人工知能（AI)、クラウドコンピューティング、情報セキュリティ、デジタルビジネスなど、幅広い分野が含まれるため、それらの知識を習得した人材が求められているのです。これがIT職への就職のハードルを高くし、人材不足の原因の１つになってます。

現在は人材不足である知識面の課題を解決するために、新たな学びの取り組みとして

などが注目を集めています。

Ⅲ.ヒューマンエラーへの対応

ヒューマンエラーとは「人為的なミス」を意味します。モノとインターネットをつなぎ、「機械主導」で行うのがIoTの特性ですが、つなぐための機器の製造や設置を行っているのは人です。そのため「絶対に間違いはない」ということは考えられません。IoTを導入しても「ヒューマンエラーが起こるかもしれない」と、注意する必要があります。

ヒューマンエラーの対策は、一度起きているトラブルに関しては必ず分析を行いましょう。その後、分析をもとに防止策を決めておきます。機器の開発時点で人が介入しなくても良い設計であることが1番ですが、それは現状では難しいため、必ず分析をもとに防止策などを事前に決めましょう。また、「こういう場合はどうするか」と、ヒューマンエラーを想定して話し合っておくことも大切です。

Ⅳ.デバイスの消費電力の低減

現在、通信機器への電力供給方法は課題の１つです。データ通信の方法は遠隔操作や無線などがあり、距離が長くなるにつれて電力消費量も増加します。さらにIoTでは、モノとインターネットをつなぐために、さまざまな機器を使用しています。今までのデバイスは、使用する数が増えれば、その分消費する電力が増加するのは当たり前でした。

この課題を受け、最近では改善するためのデバイスが普及し始めています。それが「LPWA」です。

省電力で広範囲に対応する無線通信規格であり、とくにLPWAのなかでもSigfoxは、乾電池で数年稼働するほどの消費電力の低さになります。

ここまでIoTについて詳しく見てきましたが、最後にSDGsとの関係について取り上げます。

IoTとSDGsの関連

SDGsとは2015年に採択された、世界が抱える課題の解決を目指した国際的な目標です。

2030年までに「環境」「社会」「経済」の問題を解決し、SDGsが掲げる17の目標を達成するためには人と人が協力するほかに、技術面での支援も重要です。そのなかでも、先端技術であるIoTが注目されています。

またIoTは、日本政府が推進している理想の社会像「Society 5.0」とも深い関わりがあります。

Society 5.0の推進

Society 5.0とはフィジカル空間（現実空間）とサイバー空間（仮想空間）を高度に融合させたシステムを使用し、経済発展と社会的課題の解決の両立を目指す、人中心の社会になります。

これまでの、

に続く新たな社会を目指すために、第５期科学技術基本計画（※）において提唱されました。

これまでのインターネットから自分で情報を探す方法が一般的であった情報社会（Society 4.0）とは異なり、Society 5.0では、欲しい情報が欲しい時に素早く手に入ることを目指しています。またスピード感を持って、イノベーションの実現が期待できるのも魅力の１つでしょう。そのような理由から内閣府は、Society 5.0を「超スマート社会を世界に先駆けて実現する一連の取り組み」として強く推進しているのです！

IoTとSociety 5.0の関係性

先述した通りSociety 5.0は、サイバー空間とフィジカル空間を融合させたシステムを使用しています。この２つの空間の融合には、AIやクラウド・IoTといった先端技術が大きく関係しているのです。分類としてはサイバー空間はAIとクラウド、フィジカル空間はIoTが対応しています。

先程取り上げたIoT化された雪氷巡回車を例に考えると、

この流れがSociety 5.0が理想とする、フィジカル空間とサイバー空間の融合になります。２つを融合することによって、無駄を省き効率的に凍結防止剤の散布を可能にしました。

このようにIoTは、世界の課題を解決し、理想の社会を築ける可能性を秘めており、今後さらなる進化が期待されているのです。

まとめ

今回は活用事例やできることなど、さまざまな角度からIoTを紹介しました。私たちの暮らしに浸透し始めているるIoTは、SDGsとも深い関わりがあります。モノとインターネットがつながることによって、今まで人が行っていた手間な作業も削減できるようになりました。

導入できる分野も幅広く、私たちの生活に欠かせない技術となりつつあります。しかし人材不足やセキュリティ対策など、改善しなければならない課題も残っています。特にセキュリティに関しては、私たち個人にも関係が深い部分です。

知らない間に犯罪の踏み台にされていたり、攻撃を受けたりしない保証はありません。そのようなトラブルを未然に防ぐためにも、私たちはIoTを「ただ使う」のではなく、中身を知り正しく理解することが必要です。

良い部分だけでなく悪い部分も知ることが、IoTと上手に付き合っていくコツでもあります。一度「自分はIoTと、どのように付き合っていくか」考えてみてはいかがでしょうか。

参考文献
『すぐわかるIoTビジネス200』日経コンピューター編集
『図解で早わかり IoTビジネスがまるごとわかる本』神谷雅史 著
『IoTビジネスモデル革命』小林啓倫 著
『トコトンやさしいIoTの本』山崎弘郎著
諏訪湖水質観測プロジェクト｜Suwa Smart Society 5.0
グリーン政策大綱｜国家戦略室
我が国におけるIT人材の動向｜経済産業省
Society5.0-科学技術政策-内閣府
科学技術基本計画-科学技術政策-内閣府