IoTデバイスは、今やビジネスのあらゆる場面で利用されています。インターネット経由でデータを処理し、遠隔操作や動きの検知などを行い業務を効率化するのが特徴です。IoTデバイスの利用数は年々増加傾向にあります。特に産業用途では、スマートフォンをはじめとする通信系のデバイスより利用数が増加する見込みです。
しかしIoTデバイスには数多くの種類があり、具体的に何ができるかわからない人もいます。この記事では、IoTデバイスの役割や種類を解説します。IoTデバイスの活用事例も紹介するので、ぜひ参考にしてください。
IoTデバイスとはネットワークに接続するデバイス
IoT デバイスとは、ネットワークに接続されたデバイスの総称です。デバイスには様々な種類があり、センサーやアクチュエーター（駆動装置）などのハードウェア機能を備えています。ビジネスだけでなく、日常生活でも利用されているのが特徴です。
例えばスマートフォンやパソコンは、私たちの生活になくてはならないIoTデバイスです。近年はスマート家電と呼ばれる、ネットワーク経由で遠隔操作可能な家電が普及しています。IoTデバイスの理解を深めるため、以下の3つを把握しましょう。
- IoTの定義
- モノのインターネットが業務に与える影響
- IoTデバイスの利用が急速に拡大している背景
IoTの定義
IoTとは「Internet of Things」の頭文字を取った言葉で「モノのインターネット」と訳されます。従来インターネットに接続されるのは、パソコンがメインでした。ネットワークを介してパソコン同士が通信を行います。
しかし現在では、モノのインターネットにより様々な機器がネットワークに接続して使用します。日常生活で使用する機器がインターネットに接続されるため、調べ物や他者とのコミュニケーションなどを簡単に行えるのがメリットです。
モノのインターネットで業務効率アップ
モノのインターネットで業務効率の向上が期待できます。様々な機器をインターネットに接続すると、人力では大変なことも比較的楽に行えるのがメリットです。
業務効率化の例として、IoTデバイスを活用したスマート農業が挙げられます。農林水産省によると、スマート農業とはIoTやロボットなどの先端技術を活用した農業です。IoTデバイスでデータの収集や蓄積などができれば、担い手不足や高齢化など様々な課題のクリアが期待できます。
製造業におけるIoTデバイスは、生産ラインのモニタリングに使用されるケースが多いものです。事前に故障を検知しメンテナンスを行うことで、安全性を担保します。IoTデバイスがあれば、従業員が安心して働ける環境を提供可能です。ほかにも医療や自動車などIoTを取り入れる業界が増加しており、業務効率化を図っています。
IoTデバイスの利用が急速に拡大
令和3年版情報通信白書によると、2016年からIoTデバイス数の利用が年々増加しています。2016年は世界で約173億台利用されているのに対し、2023年は約341億台ものIoTデバイスが活用される見込みです。
2020年時点では、スマートフォンをはじめとする「通信」カテゴリーの利用数が最多です。一方で2023年には「通信」を抜いて「産業用途」カテゴリーにおけるIoTデバイス利用数が最大になると予想されています。IoTデバイスの普及に伴う技術力向上で、産業で活用できる幅が広がったものと考えられます。産業用IoTデバイスで期待される活用方法は、以下の通りです。
- スマートビルディング
- サプライチェーン管理
- 在庫把握
今まで人の目で行われていた業務を、IoTデバイスで代用できるのが魅力です。IoTデバイスをうまく活用すれば、新たな事業拡大や商品力のアップなどほかの業務に注力できます。
IoTデバイスが持つ機能
IoTデバイスの役割は、主に以下の3つです。
- データ処理
- センサー機能
- 情報の送受信
データ処理は、IoTデバイスの役割でもっとも重要なものと言っても過言ではありません。インターネット上で処理されたデータは、センサーや情報の送受信などに使用されます。
データ処理機能
IoTデバイスは、収集されたデータをクラウド上で処理します。クラウドへ送信される前にデータのフィルタリングや分析なども実行するため、業務効率を向上させるのに欠かせません。膨大な量のデータを処理するには、信頼性の高い通信手段が必要不可欠です。高速かつ遅延が少ない通信規格の5Gにより、大容量のデータを短時間で送受信できます。
5Gは、IoTデバイスがリアルタイムでデータ処理を行うために重要な存在です。5Gが普及すれば、現在より快適にネットワークを利用できます。ソフトバンクによると、5Gの普及でできることは以下の通りです。いずれもIoTデバイスと親和性の高いものばかり紹介されています。
- 遠隔医療
- スマートオフィス
- スマートホーム
- 自動運転
センサー機能
IoTデバイスにはセンサー機能が付いています。データの種類や求められる精度に応じて、適切なセンサーデバイスを選択し、情報を取得するのが特徴です。センサーデバイスには主に以下の種類があります。
- 加速度センサー
- ジャイロセンサー
- イメージセンサー
- 音声センサー
上記センサーはIoTデバイスに組み込まれており、環境の変化を検知することで必要な情報を収集します。IoTデバイスとセンサーを組み合わせれば、データの取得から分析までが可能です。例えば、工場の生産ラインにおける異常検知にセンサーが役立ちます。即座に異常を検知できれば、従業員の安全を守りつつ業務効率化を実現できます。
日常生活では、スマート家電による省エネへの活用が期待されるものです。人の動きを検知してエアコンの温度や風量を調整すれば、電気代の節約にもつながります。
データの送受信機能
IoTデバイスは、ほかのデバイスやシステムと情報の送受信を行います。情報はクラウド上で送受信され、リアルタイムでやり取り可能です。常に最新の情報を送受信できます。
- センサーから収集した情報をクラウドへ送信
- クラウドから送られてきた情報を受信
ネットワークに接続されたIoTデバイスは、ほかのデバイスと情報を共有します。情報の送受信だけでなくセンサーと一体化されているものもあり、データをクラウドに送信する機能も有します。
情報の送受信は様々な分野で利用可能です。例えば工場では、IoTを活用して生産工程を自動化し、データの収集や制御を担います。生産工程は自動、最終チェックは人の目で行うなど工夫すれば、効率良く業務を進められます。
IoTデバイスの種類
一言でIoTデバイスといっても様々な種類があります。モノのインターネットのうち「モノ」にあたるのがIoTデバイスです。業務効率を高める主なデバイスの種類は以下の3つです。
- 遠隔操作
- 動きの検知
- 状態の把握
上記が独立しているのではなく、複数の機能が備わっているIoTデバイスもあります。例えば部屋にいる人の状態を把握し、遠隔操作で室温や湿度を快適に保つIoTデバイスは、動きの検知と状態の把握を同時に行っています。
遠隔操作
遠隔操作によって稼働するIoTデバイスがあります。スマートフォンやタブレットなどから遠隔操作し、デバイスに直接触れなくても様々な操作を実行できます。
例えばスマートロックは、遠隔操作により鍵の施錠と開錠が可能です。鍵を開閉するためのアクセス権限を設定すれば、住宅だけでなく事務所や宿泊施設などでも活用できます。暗号化されたアクセス権なら、セキュリティ対策も施せるのがメリットです。関係者だけ利用できるよう設定すれば、利用者の安全性を確保できます。
また、製造業の現場では遠隔操作が実用化されています。無人化が実現しているとある工場では、夜間に人がいなくても稼働し続けられる仕組みを作りました。しかし、落雷の可能性が発生した場合はその都度工場に向かい、生産設備を停止させなければなりませんでした。
同工場はこの問題点を解決するため、スマートフォンから生産設備を停止できるシステムを導入しました。その結果、夜間に現場に行かなくても生産設備を停止できるようになりました。
また、遠隔操作を活用すれば、人が入れないような危険な場所でも安全に作業できます。例えば、製造業における「はさまれ・巻き込まれ」や、建設業における「墜落・転落」が起きやすい場所などです。このように、IoTデバイスでの遠隔操作は、業務効率化だけでなく、安全性の向上にも役立ちます。
動きの検知
動きを検知するIoTデバイスは、センサーとして動作します。例えば人の動きを感知するセンサーです。部屋に入った人を検知し、ライトを点灯したりカーテンを開けたりと、自動で操作できます。動きを検知するセンサーには、以下のようなものがあります。
- 光センサー
- 距離センサー
- GPSセンサー
これらを用いれば、温度や物体までの距離、位置情報などを測定できます。これらのセンサーは家庭だけでなく、事業用としても幅広く活用されています。
製造業では、このようなセンサーを用いて機器のエラーや動作状況を自動で検知します。機械が誤作動したときに自動停止するよう設定すれば、事故の予防につながるのが特徴です。シミュレーションモデルを使用すれば機器の異常動作を事前に検知するのも可能で、未然にトラブルを防ぎつつ生産性の向上が期待できます。
また、センサーがフル活用されているのが自動車業界です。例えば、車間距離制御機能は「ミリ波レーダー」と呼ばれる距離センサーによって実現しています。また「ステレオカメラ」を用いて走っている車を立体的に捉え、周囲の動きを正確に判断することにも役立てられています。
状態の把握
IoTデバイスは、状態の把握にも利用されます。例えば、温度や湿度を測定するセンサーを設置して、室内の環境を把握するIoTデバイスです。エアコンや送風機などを自動で操作し、良好な室内環境を維持してくれます。
製造業でも状態の検知が役に立ちます。工場で作られた製品にセンサーを内蔵し、使用状況を自動で管理する役割です。収集したデータを活用すれば、製造工程や品質管理などの改善に活用できます。
IoTデバイスで状態を把握するのは、顧客にもメリットがあります。製品のメンテナンス時期や交換のタイミングを自動で通知すれば、自分たちで管理する必要がありません。IoTデバイスは、生産者だけでなく利用者にも恩恵を与えます。
状態の把握は、社会インフラにも役立てられています。例として、水道管に振動検知センサーを設置し、異常の有無を一元管理する仕組みがあります。これにより、目視で確認できないような状況も簡単に確認できるようになっています。
また、日頃からの状態把握は、予知保全にも繋がります。大阪市周辺で地下鉄やバスを運行するOsaka Metroは、表面温度や振動、圧力などを測定できるセンサーを導入し、異常があった際には素早く管理者に伝えられる仕組みを取っています。故障の予兆を早期に把握することで、機器停止や故障のリスクを低減しているようです。
IoTデバイスの活用事例
以下3つの分野におけるIoTデバイスの活用事例を見ていきましょう。
- 医療
- 家電
- 自動車
IoTデバイスが担う遠隔操作や状態の把握などは、あらゆる分野で活用できます。人手不足をはじめ、業界が抱える問題解決につながる場合も考えられます。IoTデバイスで業務を効率化できれば、私たちの暮らしが豊かになること間違いありません。
医療
医療分野でのIoTデバイスは、病気の早期発見や診療など様々な場面で活用されています。医師不足が懸念される地方でIoTデバイスが普及すれば、遠隔での診療や治療が可能です。患者の治療と健康管理に大きく貢献します。
大塚製薬が提供するプレタールアシストシステムは、脳梗塞再発抑制薬の服薬をサポートするIoTデバイスです。服薬時間になると自動的にランプが点灯します。患者へ服薬を促して飲み忘れを防ぎ、病気の再発防止に貢献します。
スマートフォンと連携し、服薬状況を記憶する機能も備わっているのが特徴です。患者は自分で薬を飲んだか覚えておく必要がありません。病院での診察時に服用履歴を提示すれば、今後の治療にも役立てられます。
家電
IoTデバイスが搭載された家電は、遠隔操作が可能です。例えば仕事から帰宅する1時間前にスマートフォンでエアコンを遠隔操作し、快適な室温が保たれているようにするケースが考えられます。旅行や出張で長期間家を空けるときでも、IoTデバイスがあれば以下のような項目を自動で設定できます。
- 洗濯物を乾かすための空調
- 帰宅時の照明タイマー
- ペット見守りカメラ
- 防犯カメラ
IoTデバイスが搭載された日立の冷蔵庫は、食材の買い忘れや重複買いを防止する機能付きです。冷蔵庫の扉を開けると、専用のカメラが室内を撮影します。スマートフォンに送信された映像データを見れば、スーパーにいても何を買うべきか判断できます。映像データはスマートフォンで送受信でき、家族で情報を共有すれば買い物の分担にも役立てられます。
自動車
IoTデバイスは自動車業界でも浸透しており、最たる例は自動運転です。様々なセンサーを利用して周囲の状況をリアルタイムで把握し、現状に最適な安全性の高い運転を実現します。IoTデバイスが搭載された自動車では、以下のデータがクラウドへ送信されます。運転サポートや自動車の保守管理に役立てられているのが特徴です。
- GPS機能
- 車両データ
- ドライバーの行動データ
日産自動車はニッサン インテリジェント ファクトリーを公開し、IoTを用いた品質保証管理システムを導入していると発表しました。生産ラインをはじめ各工程における品質検査を自動化し、ヒューマンエラーを防止します。ほかにも日産自動車で生産された全自動車の検査結果を自動で記録し、万が一の事態が発生した際の原因究明や安全確保に努めます。
IoTデバイス導入時のポイント
IoTデバイス導入時には、以下の3点に注意すると良いでしょう。
- セキュリティ対策
- 機能性の確認
- 接続性の確認
セキュリティ対策
IoTデバイスにはセキュリティ上の懸念点があります。脆弱性の管理や外部からの攻撃への対策が難しいからです。令和4年版情報通信白書によると、2021年におけるサイバー関連攻撃の数は、IoTデバイスを狙ったものが最多でした。IoTデバイスはインターネットに接続されているのを忘れてはいけません。以下のような被害に遭う危険性があります。
- 不正操作
- アカウント乗っ取り
- マルウェア攻撃
情報の送受信により、データを盗み見される危険性もあります。生産ラインの自動化や自動運転など便利になる一方で、悪意のある第三者から攻撃されやすいことを念頭に置いておくべきです。
機能性の確認
IoTデバイスを導入する際には、業務に必要な機能が導入されているかを確認しましょう。必要なデータが収集できないIoTデバイスを導入してしまうと、導入するメリットを最大限得られなくなります。
機能の有無を確認後は、機能の性能が要求レベルに達しているかどうかも確認しておきましょう。例えば、従業員の安全を守るために異常検知システムを導入したとしても、リアルタイム処理ができなければ危険を知らせることができません。
要求レベルは目的によって異なるため、導入段階で「どのような問題を解決するのか」を明確にすることが重要です。そうすることで、必ず搭載する機能や妥協できる条件が明確になるでしょう。
接続性の把握
IoTデバイスで収集した情報は、適切に分析することで効果を発揮します。効率的に分析するには、分析システムや自社デバイスとデータを接続できる環境が必要です。そのため、自社で用いている通信プロトコルに対応したIoTデバイスを選ぶようにしましょう。
接続性が悪いと、データ共有が困難になり、せっかく収集したデータを有効活用できません。また、一部の部署だけデータの形式が違うと、データの一元管理が実現しづらく、効率的なデータ収集が困難になります。
収集したデータをムダなく効率的に活用するためにも、IoTデバイスを導入する際は、接続性も確認しておきましょう。
IoTデバイスを導入すると生活が便利になる
IoTデバイスとは、インターネットに接続されたデバイスの総称です。データの収集や送信、処理を実行し、ビジネスや日常生活のあらゆる場面で活用されています。ネットワークの普及につれ、IoTデバイスの利用も拡大しているのが現状です。今後IoTデバイスが普及すれば、ビジネスや日常生活がより豊かになります。
一方、セキュリティ上の懸念点があるのも事実です。脆弱性を突かれれば、悪意のある第三者に個人情報を盗み見される危険性もあります。IoTデバイスの良い側面と注意点の両方を理解するのが、上手に活用するポイントです。
（提供：Koto Online）
