IoTとは何か?何ができるのか?具体例を含めて簡単に解説します

 
最近よくIoTって聞くけど、何のことかよくわかんないや
 
今回はIoTについて、誰でもわかるように解説します。
これからの社会を変える技術なので、この記事でしっかりと理解しましょう!

 

「IoTと聞いてすぐに説明することはできますか?」
なんとなく知ってるけど、うまく説明できない方も多いのではないのでしょうか?
今回はIoTとは何か基本的な概念から実例まで解説します。

 

IoTとは?

IoT(アイオーティー)

 

IoT(アイオーティー)とは「Internet of Things」の略称で、モノのインターネットです。

っていろんなサイトに書いてありますよね。

実際これで理解できますか?

私は最初に聞いた時、「????」って感じでした。

 

簡単にいうと、「身の回りのあらゆるモノがインターネットにつながる」ということです。

 

現在では実例も増えてきましたが、基本的に今まではパソコンとスマートフォンしか、インターネットにアクセスできませんでした。

しかし、IT技術の発展が進むにつれて、家電などのその他の「モノ」がネットにつながるようになりました。

 

イメージがしやすいように、エアコンを例に考えます。

今まではインターネットにつながっていないので家にいるときしかリモコンで操作ができませんでした。

しかし、インターネットにつながることで外出中もエアコンの操作ができるようになります。

そうすることで、夏の暑い日に家に着く10分前にエアコンを起動することができ、家に着いたら冷え切った快適な部屋で休むことができます。

 

このように、あらゆるものがインターネットに繋がることで、私たちの生活がより便利なものになるのです。

 

IoTの仕組み

 

IoTの仕組みを以下の2つの観点から解説していきます。

  • クラウド
  • 通信方式

 

クラウド

IoT の仕組み
図1:IoTの仕組み

 

IoTの仕組みは、シンプルです。

全てのモノがクラウドに接続され、クラウドを介して通信します。

クラウドについて、よくわからないという方はこちらからご確認ください。

クラウドとは

 最近よく耳にする「クラウド」について、きちんと説明できますか?「何気なく利用しているけどさっぱり…」「日本語にすると雲だけど、どうして雲なの?」って考える方も多いのではないのでしょうか?&[…]

クラウド とは

 

IoTの動作のイメージ図は以下の通りです。

 

例えば、スマートフォンから指示を送って複数の家電を操作したいとします。

その場合は以下のような手順で動作が行われます。

  1. スマホから動作を命令
  2. クラウドが受信、各家電に送信
  3. 家電がそれぞれ命令を受信、指示が実行される

このように、クラウドに接続されたモノを、クラウドを介して操作することができます。

 

通信方式|LPWA

 

厳密には原理と異なりますが、通信方式にも焦点を当てて解説していきます。

IoTに有効な通信方式として、LPWAというものがあります。

LPWAは、Low Power Wide Areaの略称で、

省エネで広い範囲での通信ができる通信技術の総称です。

 

LPWAの特徴は以下の3つです。

  • 省エネ
  • 長距離通信
  • 低速・低容量

 

1つ目は「省エネ」です。

低電力での通信が可能です。

具体的には、小型の電池1つで数年単位のデバイスの動作が可能だと言われています。

IoT時代では、多くのデバイスが通信環境に置かれるので、低電力に抑えられる点が魅力です。

 

2つ目が「長距離通信」です。

1つのアンテナで広い範囲での通信エリアを提供することができます。

具体的には、1つのアンテナで数km単位のエリアのカバーが可能だと言われています。

大量のデバイスが接続するIoTでは、省エネであると同時に低コストであることが必須になります。

 

最後の特徴は「低速・低容量」です。

上記の2つではメリットでしたが、こちらはデメリットです。

LPWAでは、省エネ・長距離な通信ができる一方で、多くのデータを一度に送る容量がないという欠点があります。

 

以上の特徴からIoTにLPWAの有効的な活用が進められています。

具体的には、全体的なカバーにLPWAを利用して、

多くのデータを使用する通信が必要な場合は5G通信(mm-Wave)を活用するといったものです。

 

例えば、エアコンなどの場合は電源のオンオフといった少量の通信で済むのでLPWA、

遠隔操作の場合は、常に低遅延の通信をする必要があるので、mm-Waveなどの高い周波数の通信といった使い分けがされていくことが予想されます。

 

つまり、LPWAで必要最低限のエネルギーで効率的な通信がやりとりできるようになり、IoTの普及を後押しするということになります。

 

IoTはあらゆるものがクラウドに接続されることで操作することができる。
LPWAで最低限のエネルギーでの効率的な通信が可能に。

 

IoTの活用事例

 

では、IoTの活用事例として、以下の3つ紹介していきます。

  • 遠隔操作
  • スマートファクトリー
  • 自動運転/コネクテッドカー

遠隔操作

IoTと遠隔操作(リモート)

 

まず1つ目は遠隔操作です。

すごく抽象的な表現となってしまいましたが、遠隔操作を通じて医療現場危険地帯での作業が容易になります。

他にも活用例はありますが、今回はこの2つに絞って解説します。

医療現場

 

まずは、医療現場での応用例です。

遠隔操作を通じて、医療技術をあらゆる場所に届けることができるようになります。

 

例えば、非常に珍しい病気にかかったとします。

今までであれば、その病気が治せる有名な医者のところに行く必要がありました。

日本国内ならまだいいのですが、それが海外というケースもまれにあります。

 

しかし、IoTを活用し、遠隔で手術ロボットを使用して手術ができたらどうでしょう?

有名な医者のオペをその地域で受けることができるようになります。

そうすることで、患者さんはどこにいても高いレベルの医療を受けることができますし、医者としてもどこにいても仕事をすることができるようになります。

 

危険地帯

 

危険地帯の作業でも、この遠隔操作が応用できます。

危険地帯に行くリスクなしに作業を行うことができるからです。

 

従来は危険地帯であっても人が実際に行って作業する必要がありました。

そのため、危険とは隣合わせの作業が求められました。

 

例えば、東日本大震災後の原発付近での作業です。

放射能の被爆の危険にさらされながら、防護服を着ての復興作業が求められました。

しかし、防護服を着ても完全には被爆は避けられず、一定量の放射能を浴びてしまった人は中断せざるをえなくなるなど問題が多数ありました。

 

もし、IoTを活用し、遠隔操作での作業ができたらどうでしょう?

危険を冒すことなく作業を行うことができます。

このように、IoTは危険地帯での作業にも役立ちます。

 

スマートファクトリー

IoTとスマートファクトリー

 

次のIoTの活用事例はスマートファクトリーです。

スマートファクトリーとは、IoTを活用して生産ラインが効率化された工場を意味します。

 

 
具体的にはどのように効率化されてるの?
工場の生産ラインの効率化要因として以下の2つの視点から解説します。
  • コスト削減
  • 設備の故障

コスト削減

 

まずは、「コスト面」についてです。

IoTを活用したスマートファクトリーでは、コストを最低限に抑えることができます。

 

例えば、稼働していない機械を自動で停止することで、電気代を削減できます。

また、在庫管理手間が省けたり、必要以上に人員を配置する必要がなくなったりするので、たりするので、人件費の削減をすることができます。

 

このように最適に工場を制御することで、コストを最低限に抑えることが可能になります。

 

故障の予測

次に、「故障の予測」についてです。
IoTを活用することで、今までは人の感覚で点検されていた機械の管理がセンサーによって検知できるようになります。
そうすることで、常に機械の状況を監視することができ、機械の故障を事前に予測できるようになります。
この機械の故障は、工場にとっては致命的な問題です。
最悪の場合は、たった1つの機械が機能しないことで工場全体が止まってしまうといったことも起こってしまいます。
したがって、IoTを活用することで機械の状態を常に監視することができるようになり、設備の故障を事前に予測できるようになります。

 

自動運転/コネクテッドカー

IoTと自動運転(コネクテッドカー)

 

最後に、「自動運転」についてです。

実は、自動運転と一言でいっても、様々なものが検討されています。

その一例として、コネクテッドカーを紹介します。

 

コネクテッドカーとは、常にインターネット接続され、管理される車のことです。

イメージとしては、スマホが車になったようなものです。

 

このコネクテッドカーのメリットは2つあります。

  • クラウド上で大局的に管理されるため事故が起こりにくい(理論上はゼロ)
  • ソフトウェアのアップデートで車に搭載されたソフトウェアを更新できる

 

クラウドで移動が管理されるため、車が事故を起こすといったことがなくなります。

イメージとしては、自動で動く工場のフォークリフトです。

もし、それぞれの車が判断をしながら運転をした場合、お互いの運転が噛み合わずに事故を起こしてしまう可能性があります。

しかし、クラウドが全体を見て判断する場合、そのような事故は起こりません。

 

また、車のソフトウェアをアップデートできるのも魅力です。

イメージとしてはiPhoneです。

iosの更新でソフトウェアのバージョンアップをすることで、最新機種でなくても最新の機能を使用することができます。
(iPhone8で最新のios 13.6を使用するといった感じです。)

なので、もしバグのようなものが起きたとしても、直ちに対処をすることができます。

また、スマホのアプリのように車内で楽しめるゲームなどのエンターテイメントも利用できるようになります

 

最後に、今回紹介したIoTの応用例をまとめると以下のようになります。

・医療現場、危険地帯での「遠隔操作」
・生産ラインが効率化された工場、「スマートファクトリー」
・クラウド管理される自動運転車「コネクテッドカー」

IoTと5G通信

IoTと5G通信

 

今後のIoTの普及に間違えなく鍵となるのは、「5G通信」です。

5G通信については今後詳しい記事を1つ書く予定ですが、IoTに関するものだけ簡単に説明します。

 

5G通信の特徴は「大容量」「低遅延」「多接続」の3つです。

5Gを活用したいならこの3つ覚えましょう!笑

この中でもIoTに特に関係があるのが、「低遅延」「多接続」です。

 

「低遅延」とは、通信を行う際にタイムラグが非常に小さいことを指します。

この低遅延の良さは特に遠隔操作で役に立ちます。

遠隔操作をする際に、手を動かしたときに実際に反映される速さに差があると、思わぬ事故につながってしまいます。

手術なんかは非常に壊死密な作業なので、このタイムラグが少しでもあると致命的ですよね。

5Gの低遅延が実現は、このように遠隔医療の普及の手助けになります。

 

多接続とは、同時に多くのデバイスがインターネットに接続できることを表します。

IoTが普及することで、スマホやPCだけでなくあらゆるモノがインターネットにつながるようになります。

したがって、この「多接続」もIoT普及の重要な要素になります。

 

5G通信の実現がIoTの普及を加速させる

 

まとめ

 

今回は、IoTについて具体例を含めて解説しました。

要点をまとめると以下の通りになります。

  • IoTの意味は「モノのインターネット」
  • IoTはあらゆるモノがクラウド接続されて実現される
  • IoTの活用例として「遠隔操作」「スマートファクトリー」「コネクテッドカー」を紹介
  • 5G通信がIoTの普及を加速させる

 

いかがだったでしょうか?

少しでも皆さんのIoTの理解を深めることができていたら幸いです。

また、もし理解できなかったという場合は、ご気軽にご連絡ください。

最後までご覧いただきありがとうございました。