中学生でも分かる『IoT』|図解で解説・これからの未来

中学生でも分かる『IoT』|図解で解説・これからの未来
この記事では、「IoTってなんか聞いた事あるけど詳しくは知らない。」「自分でIoTプロダクトを開発してみたいが、個人で作れるものなのだろうか…。」「IoTはどのような未来を作るの?」といったような疑問を持つあなたに向けて、IoTの概要やIoTの未来、IoTプロダクトを開発するためのヒントをお届けします。

IoTって最近よく聞くけどなんだか難しそうだなあ、自分には関係ないだろうと感じている方も多いかもしれません。

しかし、Iotが作る未来の可能性、生まれてきつつあるプロダクトの数々は、少し知るだけでもとてもワクワクしてきます。自分でプロダクトを開発するキットやソフトなども今はたくさんあります。

是非、この記事をキッカケに、IoTを身近な存在に感じてもらえたらと思います。

 

中学生でも分かる『IoT』|図解で解説・これからの未来

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目次

  1. IoTとは何か?
  2. IoTの未来
  3. IoTに関わる、各企業の取り組みや開発支援
  4. IoTをもっと詳しく〜webメディア紹介〜
  5. IoTをもっと詳しく〜オススメ書籍の紹介〜
  6. まとめ


 

IoTとは何か?

巷でよく聞く「IoT」という「概念」についてわかりやすく解説していきます。

IoTはあらゆるモノのインターネット

IoTとはInternet of thingsすなわち「モノのインターネット」の略称です。

今までのインターネット社会では人がインターネットに繋がるだけでした。対してIoTでは、あらゆるモノがインターネットを介して繋がります。

今までには想像もできなかったような便利な生活を織りなしていくのです。最近は、IoTの構成要素である通信モジュールやクラウド型サービスも低価格化したことでIoTは身近なものとなりました。

今までのインターネット

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今までのインターネットでは、ヒトはPCやスマートフォン、タブレット端末、テレビなどを介してインターネットにアクセスしていました。

 

これからのインターネット(IoT)

IoTでは、これまではインターネットに接続できなかった、生活用品やビル、自動車などがインターネットにつながるようになります。大量のモノからビッグデータを集め、それらをフィードバックしていくことになります。

そして、IoTは次の4つの手順で行われるようになります。

1.センシング:「センサー」でモノから情報を取得する
2.データの蓄積:インターネットを経由して「クラウド」にデータを蓄積する
3.データの分析:クラウドに蓄積されたデータを分析する。必要時は「人工知能」が活躍
4.フィードバック:分析結果に応じてモノがアクチュエートする(ヒトに適応する)

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1.センシング

センシングとは、センサーを利用して物理量や音・光・圧力・温度などを計測・判別することです。

IoTのデバイスにはセンサーがついており、そのセンサーが使用者の行動や状況をセンシングします。センシングできるものは、温度や振動、ドアの開閉、重さなどそれ以外にも様々です。センシングされた情報はネットワークへと送信されます。

2.データの蓄積

あらゆるモノから得た情報は、『クラウド』に蓄積されます。

インターネット上のサーバーに保存されるるので、様々な別の機械(スマホ、さらなる別のモノ)からその情報を取り出すことができるのです。

3.データの分析

IoTサービスは受信したデータを分析します。必要に応じて人口知能が膨大なデータを処理します。

4.フィードバック

フィードバックとは、データの分析を、人や別のモノに反映・調査することです。

センシングされた情報は、インターネット上でデータ分析などの処理をされ、最終的にその結果をもとにフィードバック(可視化、制御、通知)をおこないます。

 

IoTの一種である『M2M』

これはIoTの一種で、Machine to MachineつまりM2Mというテクノロジーというものがあります。

あらゆるモノ(機械)同士がインターネットを介して繋がり、あらゆる制御がモノ(機械)同士で「完結」するようになってきます。

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IoTの未来

では、IoTはどのような未来を切り開くのでしょうか?最新の面白い例をみてみましょう。

ソフトバンクの発表資料より

IoTといえば、SoftBankのARM社買収が有名です。日本円にして約3.3兆円という巨大な買収は世間を驚かせました。

ソフトバンクの発表資料より見てみましょう。
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ソフトバンクは、IoTを、今がまさにIT技術のパラダイムシフトの入り口の段階と見ています。
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ARMの技術がどれほどの範囲で適応されているかの例です。1枚目がスマートフォン。2枚目が自動車。これらの技術を礎にして、拡大するIoT市場に切り込んでいこうとしているのです。
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モバイルアプリケーションプロセッカー、ネットワークインフラ、サーバー、エンベデッドインテリジェンス、自動車、モバイルチップス、家電製品、その他の市場と、SoftBankはIoTに関連した市場の成長を予測しています。
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孫正義社長は、拡大するIoT市場の波に乗り、ARMの半導体設計事業をソフトバンクグループの中核事業に育てていきたいという意気込みを示していました。

 

CEATEC JAPANのレセプションでも、IoTについて大きく触れられています

※CEATEC JAPAN. CEATEC JAPAN(シーテックジャパン、Combined Exhibition of Advanced Technologies)とは、毎年10月に幕張メッセで開催されるアジア最大級の規模を誇るIT技術の国際展示会です。


 

データ分析とや人工知能とIoT

IoTデバイスは、モノはインターネット上もしくはデータベース上の知識を利用します。そのとき、知識すなわち「データ」をそのまま使うのではなく、分析して目的にあった統計値や計算値を算出してから使います。

そのような算出を行うデータ分析や、どんどんデータをためこんでより良い方法を学習する機会学習を使用しているのがIoTの大きな特徴です。

 

データの可視化(加工してグラフ化する)

可視化は、センシングで蓄積されたデータを加工分析し、知りたい部分、重要な部分を分かりやすくグラフ化して一目でわかるようにすることです。

加工前のデータはデータベースや、Hadoop(大量なデータ用)のような基盤に保存しておきます。

そして、そこに保存されたデータをエクセルやR(統計解析ソフト)で分析します。このとき、単にすべてのデータを分析するのではなく、前処理を行うとよりスマートな結果を得る事ができます。

センサーで取得したデータは膨大である可能性がありますが、その中から実際に利用したいデータのみをピックアップして不要なデータを排除したり、分析しやすいかたちに整えたりするのが前処理です。

前処理を施したあとは、集計を行います。集計では、統計値を計算します。統計値とは、合計、平均、分散、中央値などを指します。このとき、大量のデータの統計値を手計算することはできないので、SQLやR、各言語の数値計算ライブラリを利用します。

※SQLというのは、データベースを操作するための言語です。操作対象のデータベースにはMySQLなどがあります。これはオープンソースなので無料で利用できます。
MySQL

※Rもオープンソースなので無料で利用できます。インストールしてすぐ使えますし、簡単なので遊んでみるのも良いかもしれません。プログラミングをはじめようと思っている人にもオススメです。
R

集計をした後のデータは、一目でわかるようにグラフ化します。グラフには棒グラフ、相関グラフ、ネットワークグラフをはじめとして様々なものがあります。ネットワークグラフとは、SNS上でのユーザ同士のつながりを可視化するのに便利なグラフで最近よく使われます。ネットワークグラフを作成する無料ツールにはCytoscapeやGephiなどがあります。
Cytoscape
Gophi

 

発見、予測

現状を可視化することはそれだけでも意味のある分析ですが、これから説明する手法を使用すれば、目でみてわかるもの以外にも目からウロコな関係性を発見できる可能性があります。

発見や予測には、機械学習や統計解析といった高度な手法を知っておく必要があります。機械学習とはビッグデータなどの大量なデータをもとにデータの傾向を学習させ、新しい判断をする技術です。

 

機械学習に必要な概念の補足説明

機械学習はそれ自体がかなり重い分野なので、この記事で全ての説明をすることは難しいです。ですが、押さえておくと役立つ基本的な概念を追加で解説しておきます。

 

クラスタリング

クラスタリングとはデータがもつ特徴ごとにグループ分けする手法です。これはプログラミングで処理することが多いですが、その際使用するアルゴリズムにはk-means法自己組織化マップ(SOM)があります。

 

クラス分類

クラス分類は、データを多群に分類することです。クラス分類では、クラスタリングと違い、過去のデータを使って分別したい対象を明確に想定します。たとえば、ブログの記事を話題に応じて、カテゴリ分けするときに使用されます。そのとき、以前の記事の中で話題に関連したものをたくさん学習させ、それを基準として新たなブログ記事を自動でカテゴリ分けさせるのです。

クラス分類に使用されるアルゴリズムには、線形判別分類、決定木分析、サポートベクタマシン(SVM)などがあります。

 

次元圧縮

次元圧縮は、膨大なデータに対して重要な情報のみを残してデータ量を圧縮する作業です。逐一センシングしたデータを受信していると、その量は膨大になりがちです。そういったときに次元圧縮は大きく活躍します。膨大なデータに対して主成分分析を行い、似たような結果となる変数を集約します。

ここまで、データ分析に関して多くのスペースをとって説明しましたが、これは、高度なデータ分析を行うことによって、単純な電子工作とは区別されるレッキとした”IoTプロダクト”を開発することができるようになります。目的に応じた手法を用いて未来を予測できるようになると開発の可能性が広がります。


 

IoTに関わる、各企業の取り組みや開発支援

まだまだ成長の余地のあるIoT分野ですが、面白い取り組みはすでにたくさん行われています。

MESH(ソニー株式会社)


ソニー株式会社は「MESH」というIoT開発キットを出しています。これは、専門知識をもたない個人が簡単手軽にIoTプロダクトを開発できるようにする電子タグです。様々な形のブロック(MESHタグ)をつなぎ合わせるだけでIoTプロダクトが作れるので、プログラミング等の知識は必要ありません。

直感的にプロダクトを作る事ができるのは専門知識を持たない初心者にとって、かなり嬉しいことです。

タグを組み合わせるだけなので出来ることは限られていますが、技術のある人であれば他の電子部品と組み合わせて可能性を広げる事もできます。

こういった簡単な仕組みのキットを一度触ってみると、もっと本格的な電子工作をするとき感覚的な手助けになるかもしれません。

MESH公式ページはこちら

MESHタグ

センシングしたりフィードバックするために、MESHタグというものを利用します。どんな機能を持ったMESHタグがあるのでしょうか?
MESH(ソニー株式会社)

MESHのアプリ

アプリを使って機器をコントロールしたり、インターネットに繋いだりできます。
MESH(ソニー株式会社)

 

ソフトバンク×nendo

ソフトバンクが運営するIoT商品を企画、開発するものづくり支援サイト「+Style」とデザインオフィスnendoとで進めるIoTプロジェクト「DoT.」が開発しているプロダクトがあります。
+Style
nendo


 

IoTをもっと詳しく〜webメディア紹介〜

面白いIoTプロダクトについてもっと詳しく知りたい、自分でIoTプロダクトを開発してみたい、といった方にオススメなwebメディア・書籍をご紹介します。

ユーザブルIoT news

IoTにまつわる最新の雑学がたくさん載っているWebマガジンです。初心者でも読みやすく、興味深い話題も多いです。
ユーザブルIoT news

 

O2Oイノベーションラボ

小売業界向けに「IoT、人工知能、ビッグデータ」にまつわる最新情報を届けているWebマガジンです。少しビジネス的な内容が多いですが、小難しい用語を連発しているわけではなく、いろんな企業がどういった取り組みをしているか知ることができるのでオススメです。
O2Oイノベーションラボ

 

Make: Japan

IoTに特化したサイトというわけではありませんが、「IT×ものづくり」に関する面白い話題がたくさん載っています。これからものづくりを始めたいがアイデアが思い浮かばないという人はこのサイトを覗いてみると新しいインスピレーションを受けることができるかもしれません。
Make: Japan

 
英語版Make:もあります。英語読めるという人はこちらの方が情報が多いのでオススメです。
英語版Make


 

IoTをもっと詳しく〜オススメ書籍の紹介〜

本屋でIoT関連の本を探す時には、IoTがタイトルのキーワードに含まれている本を探すのもいいですが、自分でプロダクトを作ってみたいと考える人には電子工作関連の本を探してみるのもオススメです。初心者にはArduinoやRasberry Pi関連の本がいいと思います。

ブレーン2016年 6月号:企業を進化させるIoTのクリエイティブ

広告の雑誌ですが、この月号はIoTを特集しているのでオススメです。

IoTの仕組みというよりかは、最近どんな面白いIoTプロダクトが開発されているかといった情報がたくさん載っています。単に紹介に留まるのではなく、そのIoTプロダクトがどのような発想を経てつくられたのか、製作者の意図が詳しく載っているので、アイデアが欲しい人には必見の一冊です。

バックナンバーですが、書店にはだいたい置いてあるので、探してみると良いと思います。
ブレーン2016年 6月号:企業を進化させるIoTのクリエイティブ

 

「まるわかり! 人工知能 最前線(日経BPムック)」日経コンピュータ

人工知能を取り巻く環境とビジネスでの応用事例を解説しています。この記事では拾えなかった部分も丁寧に解説しているので読んでみるとよいかもしれません。

「まるわかり! 人工知能 最前線(日経BPムック)」日経コンピュータ

 

絵でみてわかるIoT/センサの仕組みと活用(株式会社NTTデータ)

IoTとはなんぞや、具体的にどのような技術が使われているのかといったことについて詳しく解説しています。NTTデータが出版しているので内容も濃く、客観的な情報が充実しています。最新のプロダクトの事例についてはあまり載っていません。最新事例というよりは仕組みが知りたい人にオススメの一冊。

絵でみてわかるIoT/センサの仕組みと活用(株式会社NTTデータ)


 

まとめ

中学生でも分かる『IoT』|図解で解説・これからの未来

 
 
IoTとは何か?
・IoTはあらゆるモノのインターネット
・今までのインターネット
・これからのインターネット
・IoTの一種である『M2M』

IoTの未来
・ソフトバンクの発表資料より
・CEATEC JAPANのレセプションでも、IoTについて大きく触れられています

 
データ分析とや人工知能とIoT
・データの可視化(加工してグラフ化する)
・発見、予測
・機械学習に必要な概念の補足説明

 
IoTに関わる、各企業の取り組みや開発支援
・MESH(ソニー株式会社)
・ソフトバンク×nendo
 
IoTをもっと詳しく〜webメディア紹介〜
・ユーザブルIoT news
・O2Oイノベーションラボ
・Make: Japan

IoTをもっと詳しく〜オススメ書籍の紹介〜
・ブレーン2016年 6月号:企業を進化させるIoTのクリエイティブ
・「まるわかり! 人工知能 最前線(日経BPムック)」日経コンピュータ
・絵でみてわかるIoT/センサの仕組みと活用(株式会社NTTデータ)

 
IoTについて、理解が深まりましたでしょうか?

これからどんどんあなたの身近なところまでIoTの技術は普及し、見えないところであなたの生活を豊かにしてくれるでしょう。

また、多くのビジネスチャンスも生まれるでしょう。Iotのこれからの成長に期待大です。


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