富士ソフトの組み込み+IoTとは

IoTとは?組み込み視点で語るIoT

IoTの定義

これまでインターネットは、コンピュータとコンピュータをつなげるものでした。つまり、インターネットはパソコンやサーバーなどのIT関連機器につながるというのが常識でした。しかし技術の進歩によって、インターネットはパソコンやスマホ、タブレットだけでなく、私たちの身の回りにあるエアコンやテレビ、冷蔵庫などの家電、自動車をはじめ、工場などで使われる製造機器や医療機器などあらゆるモノとモノをつなぐ(M2M=machine to machine)ことを可能にしました。モノと人、モノとモノ同士のコミュニケーションが可能になったのです。これが、IoT=モノのインターネットです。IoTのおかげで私たちの生活環境は格段に便利になり、快適になりました。
しかしながら、IoTの本質はただ「つながる」だけでなく、インターネットを介してモノから得られるありとあらゆるデータを活用し、ソリューションとして役立てていくことにあります。

IoTの要素技術とシステム概要

IoTとはどんなものか、IoT製品によってどんなことが可能になるかを知る前に、まずはIoTを構成する技術要素に触れておきましょう。
IoT製品に使われている技術とは、ざっと以下のようなものになります。

・モノから情報(データ)を取り出す技術(センシング)
・モノをネットワーク(インターネット)に接続する技術(コネクティビティ)
・データを収集する技術
・収集したデータを分析・活用する技術

IoT構造は、基本的に現場にある「モノ」、モノから情報を取り出す「センサー(バーコードなどの自動認識装置や各種入力端末も含む)」、取り出したデータを収集する「エッジコンピューター」、エッジコンピューターから上がってきたデータを集める「クラウド」からなっています。そして、それらのデータを活用するために分析する「AI(ソフトウェア)」があり、その結果を有効なソリューションとしてフィードバックする「アクチュエーション」という要素が加わります。センサーが取得したデータをクラウドにアップロード、それを人工知能が学習し、その結果をアクチュエート(人にフィードバック)するという仕組みです。

とりわけ、IoTのシステム構成において重視されているのが、クラウドです。
IoTデバイスに搭載されたセンサーが収集したデータは、4GやLTE、Wi-Fiなどのネットワークを経由して直接クラウド(クラウドコンピューティング)に集められ、分析されます。しかし、世界中でネットワークにつながるモノの総数は2020年ごろまでに500億個になると予測されています。そうなればクラウドのデータ処理に遅延が起こり、「リアルタイム性」が命のIoT製品が本来の役目を果たせなくなってしまいます。また、コストや消費電力もかさむでしょう。
そこで、IoTデバイスとクラウドの間にIoTゲートウェイという経由装置を置き、クラウドが一手に引き受けていたデータの一部を分散処理できるようにしました。これにより、IoT製品は限りなくリアルタイムに結果を返せるようになるのです。
クラウドによるデータ処理の負荷を軽減するためのIoTプラットフォームは、各メーカーにより続々と開発されています。
富士ソフトのインテル® Arria10® SOC搭載 IoTフォグコンピューティングゲートウェイ

各分野の事例で見るIoTの活躍

IoTは今や、幅広い業界でその真価を発揮しています。それぞれの分野において、IoTはどのように活躍しているのでしょうか。

①工場
まず工場などでは、IoTによって生産システムの最適化・自律化を実現した製造現場=スマート工場の取り組みが進んでいます。機械に取り付けられたセンサーとタブレットなどの端末によって、現場にいなくとも製品管理や勤怠管理を行えるようになりました。これらは課題の抽出や稼働状況の把握、異常時に備えた保全の効率化や生産量の向上、人的コスト削減にもつながっています。また、IoT製品を販売した後に得られる製品の使用頻度やユーザー行動などのデータを活用し、新たなビジネスモデルを確立する動きも高まっています。

②自動車
IoTでもっとも期待される分野のひとつが自動車分野です。危険を察知して自動で制御を行うような完全自動運転技術が実用化されるのはまだ先とはいえ、現在においてもIoT技術は大いに活躍しています。
たとえば、緊急通報サービス「HELPNET」は、自動車事故を起こしてしまった際、車両に搭載されたエアバッグが作動すると同時にセンターへ自動で緊急通報が届くサービスです。万が一気絶した状態でも、GPSによる位置情報や車両情報などが消防や警察の窓口に自動的に接続が可能となっています。
また、事故を未然に防ぐことを目的とした「スマイリングロード」というサービスもあります。走行距離や速度、急ブレーキの回数といったデータを分析し、ドライバーに安全運転を促す注意喚起をフィードバックしてくれるというものです。
そんな中、2018年の6月にトヨタが発表したコネクテッドカーが話題となっています。前述の「HELPNET」に加え、車両から発信される情報を元に、コールセンターや販売店からのアドバイスが受けられる「eケア走行アドバイス」や、ドアの開閉やハザードランプの点灯・消灯、ドアロックなどがスマホで操作できる「マイカーSecurity」などを搭載。2020年の東京オリンピックでの実用化が期待されている自動車です。

③医療・ヘルスケア
医療・ヘルスケアの分野では、患者が身につけるウェアラブル型の装置が注目されています。装置を身につけることで、患者の状態が遠隔でリアルタイムに把握できるというものです。腕などにはめれば、熱があるのか、心拍数はどの程度かはもちろん、睡眠・覚醒、身体の位置、転倒やベッドからの転落などといった状況まで検知してくれるため、現場にいない医師でも迅速な処置とケアができます。

このほかにも、農業分野では作業情報や生育情報、環境情報などをセンシングして農作物にとって最適な温室環境をつくり上げたり、物流業界では荷物ひとつひとつにセンサーを取りつけることによって、ユーザーが注文した商品が今、どこにあるのかを地図上でリアルタイムに把握できたりという技術も進んでいます。

なお、2020年の東京オリンピックへ向けては、コネクテッドカー以外のIoT技術も注目を集めています。そのひとつが、新たなインターネット通信規格の導入です。現在、スマホやタブレット向けに利用されている4GやLTEに代わり、5Gという通信規格が検討されています。5Gの最大の特徴は、「超大容量通信」「超低遅延通信」「超多数端末接続」です。5Gによるネットワーク接続が可能になれば、一度に多くの人が同時にスマホでオリンピック中継を視聴したり、フィギュアスケートの決定的瞬間を立体映像で見せたり、視聴者の見たい角度からリアルタイムな映像を見られたりと、ワクワクするような映像体験が実現するといわれています。
5Gの詳しい話は別コラムで語っていますので、興味のある方は読んでみてください。

IoTを実現する組み込みテクノロジー

実はIoT製品の開発と組み込み技術には、切ってもきれない縁があります。というのも、IoTシステムには、すべて組み込みテクノロジーが働いているからです。
IoT製品のモジュールは非常に小さい場合が多いため、省電力であることが求められます。また、強固なセキュリティ技術も必要です。工場などのIoT機器に関していえば、温度や湿度が極端に高い、あるいは低い状況下でも耐えられなければなりません。
そのため、役割に特化し、カスタマイズ性があり、コンパクトな設計で低消費電力である組み込み技術が重宝されるのです。データ処理基盤やセキュリティに関しても、高い組み込み技術によるコネクティビティが求められます。さらには、収集されたビッグデータから最適な結果を素早くモノ(あるいは人)に返すアクチュエーションには、リアルタイム性を高度に叶える組み込みの特性が力を発揮します。

このように、IoT製品には組み込みテクノロジーがあらゆる面で駆使されています。スマート家電やスマートデバイスをお使いの方は、一度「組み込み技術はどこに・どんなふうに使われているんだろう?」という目線で見てみていただけるとおもしろいかもしれません。

今後、IoT市場の動向はどうなる?

IoTをビジネスに活用する企業は増え続けています。
国内の業界別・分野別のIoT市場を調査するITコンサルティング・調査会社のアイ・ティ・アールは、2017年に約4,850億円だったIoT市場規模が、2020年には1兆3,800億円へと急速に拡大すると予測しています。

現在、IoTは業務の効率化やコスト削減を目的に導入されるケースがほとんど。しかし、スキルや技術の発展とともに、IoT活用の舞台がビッグデータを活用した課題解決や新たなプラットフォームの構築へ移行していくと考えられています。事実、多くの製造業ではスマート工場による製造の効率化だけでなく、IoT活用によって得られた多種多様な情報を元に、アフターサービスやソリューションの提供にも力を入れ始めています。
特に、ソリューションサービスを汎用的に広く提供できるプラットフォームは価格が低く抑えられるため、IoTサービスが一般化するにしたがって存在感を強めてくることは間違いないでしょう。

これまでのIT領域と同様、今後はIoT領域におけるソリューションサービスやプラットフォーム事業によって、いかに利益を産むかが重要になってくるでしょう。

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