IoTとは？ 必要な技術や分野別の活用事例を紹介
IoT（アイオーティ）とは、モノがインターネットに接続する仕組みのことです。IoTを導入すれば、機器や設備の遠隔操作や状態の検知などができるようになり、既にさまざまな分野で活用が進められています。
この記事では、IoTの基本知識や分野別の活用事例、IoTに必要な要素などをご紹介します。
IoTとは、あらゆるモノがインターネットにつながること
IoT（Internet of Things）とは、直訳すると「モノのインターネット」という意味です。冷蔵庫やエアコン、テレビなどの家電製品をはじめ、自動車や工場設備といったあらゆるものがインターネットに接続する技術を指します。
従来、インターネットに接続するのはパソコンやサーバーなどのコンピューターが中心でした。しかし、近年は身の回りのものがインターネットに接続され、外出先からエアコンや洗濯機などを操作できるようになり、生活がより便利になっています。
一方で、IoTと似た仕組みに「M2M（Machine to Machine）」があります。M2Mは機器同士が直接データをやりとりする仕組みです。IoTも機器同士で通信するケースが多くありますが、M2Mはインターネットには接続せず、あくまで機器が直接通信をすることが特徴です。
IoTによってできること
IoTを活用することで、モノの遠隔操作や状態検知などが可能です。続いては、IoTでできることをご紹介します。
モノを操作する
IoTを導入すると、インターネットに接続されたモノを、制御信号により遠隔操作することが可能です。たとえば、外出先からスマートフォンでエアコンの電源を入れたり切ったりすることができます。さらに、温度や風量の設定などもでき、外出先からリモコンのように操作が可能です。
他にも、高所や危険な場所にIoTデバイスを設置することで、遠隔からの作業やメンテナンスもできます。
モノの状態を知る
IoTを活用すれば、モノの状態をインターネット経由で、センサーの情報により確認できます。営業車の走行距離や運行状況、工場設備の稼働状況、ハウス栽培におけるハウス内の温度・湿度などを、リアルタイムで把握することが可能です。収集したデータにもとづいて即時に作業の調整や修正ができるだけでなく、蓄積されたデータを分析し、改善に役立てることもできます。
モノ同士で通信する
IoTを活用することによって、モノ同士で通信し、動作を自動化することも可能です。近年注目されている自動運転の分野では、自動車が他の自動車や道路の機器と通信することにより、ドライバーが周辺状況を把握しながら走行できるようにする技術が開発されています。
モノの動きを検知する
IoTには、モノの位置や動きを検知できる機能があります。たとえば、電車やタクシーの運行状況、混雑状況を確認したり、人感センサーなどを活用して高齢者の見守りに役立てたりすることも可能です。
IoTに不可欠な要素
IoTを導入するには、「デバイス」「センサー」「クラウド（サーバー）」「アプリケーション」「ネットワーク」といった要素が欠かせません。ここでは、それぞれの要素について解説します。
デバイス
IoTは「モノのインターネット」という意味のため、家電製品や時計、電車、自動車といったモノ（デバイス）があることが前提です。一般的にはモノは無線ネットワークを利用しますが、大型設備の場合には通信の安定性を確保するために有線ネットワークを利用することもあります。
センサー
家電製品や自動車などからデータを送受信するために必要なのがセンサーです。センサーには、物体や空間の温度を計測する「温度センサー」や物体の位置情報を測定する「GPSセンサー」などさまざまな種類があり、モノを検知したりモノの状態を把握したりすることができます。
クラウド（サーバー）
センサーが収集したデータは、センサーには保存されずクラウドまたはサーバーに蓄積されます。データをクラウドに送信する頻度は、必要に応じて設定することが可能です。
アプリケーション
IoTにはセンサーが収集したデータの処理・分析や、IoTデバイスに送られたデータを可視化するアプリケーションが必要です。近年では業態に応じたアプリケーションが多く提供されているため、導入しやすくなっています。
ネットワーク
センサーが検知したデータを送受信するには、ネットワーク環境が欠かせません。送受信するデータの性質や通信速度、距離によって、最適なネットワークを選択することが重要です。
IoTを支える通信技術
総務省の『令和5年版 情報通信白書』では、世界のIoTデバイス数は2025年度には440億台を超えるといわれています。通信量の増加に備えるには、「5G」や「LPWA」といった新たな通信技術が欠かせません。ここでは、5GとLPWAがどのようなものなのか解説します。
5G
5G（ファイブジー）とは「第5世代移動通信システム（5th Generation）」のことで、4Gの次世代の通信規格です。「高速・大容量」「多数同時接続」「低遅延」を実現する通信技術で、下記のように4Gから大幅に進化しています。
5Gの通信技術
- 通信速度：4Gの約20倍
- 同時接続デバイス数：4Gの約10倍
- 遅延：4Gの約10分の1
5Gを活用することで、モバイル端末はもちろん、IoTデバイスによる画像の高速転送やリアルタイム制御などを実現できます。
LPWA
LPWA（Low Power Wide Area）は、「低消費電力」「低コスト」で「長距離通信」ができる技術です。5Gに比べて通信速度は遅いものの、10km超の長距離通信ができることから、IoTデバイスが常にオンラインの状態を保つことができます。また、消費電力が少ないため長時間稼働でき、デバイスの電池交換などによるコストも抑えられる点も特長です。
IoTの活用事例
IoTは、既にさまざまなシーンで活用が進んでいます。続いては、IoTの活用事例を分野別にご紹介します。
医療
医療分野のIoTは、IoMT（Internet of Medical Things）と呼ばれています。IoMTにより、患者の健康状態や医療機器・設備の動作などのデータをリアルタイムで収集可能です。
近年、ウェアラブルデバイスの普及により、心拍数や血圧などの日常的な健康データが遠隔治療に役立てられています。さらに、高度な遠隔治療が普及すると、医療現場の人手不足を解消できるだけでなく、過疎地や被災地での診療や手術が可能になるでしょう。
物流
物流業界では、小口配送が増加している一方で人材不足が喫緊の課題 となっており、IoTの活用が進んでいます。省力化・生産性向上を目的に導入が加速しているのがRFID（Radio Frequency Identification）です。
RFIDとは、商品情報が書き込まれた「RFタグ」を非接触で読み込むシステムのこと。高所にある荷物を下ろさず、まとめて情報を読み込めることから、在庫管理や検品の効率化を実現します。また、TMS（配車システム）と連携すると、リアルタイムで商品の配送状況や全トラックの業務量を把握でき、生産性向上が可能です。そのほか、倉庫作業ではロボティクスを応用したシステムの導入が進んでいます。
製造
製造業では、工場へのロボット導入だけでなく、IoTを活用することによる「スマートファクトリー」への変革が進んでいます。
スマートファクトリーとは、データにもとづいて業務管理を行う工場のこと。工場の機械や設備にIoTやAIを導入することで、各機器の稼働状況や故障の予兆などをリアルタイムで把握できます。また、在庫や発注状況に応じて、生産量を柔軟に調整できることも特長です。
農業
農業では、IoTやロボットを活用した「スマート農業（アグリ）」が注目されています。農業では人材不足が大きな課題となっており、IoTやロボットの活用が省力化と高品質生産を実現するからです。
たとえば、温度や湿度、日照時間などのデータを自動収集し発育状況との関連性を分析することで、効率的な品質向上が期待できます。さらに、収集した大量のデータをAIによって自動分析し、IoTを導入した機械・設備を自動制御することで、大幅な省力化も実現可能です。
交通
交通の分野では、鉄道会社がIoTを活用して列車の走行位置や混雑状況などを乗客にリアルタイムで配信するサービスを実施するなどの取り組みが進んでいます。駅でコインロッカーの空き状況をスマートフォンで把握できるサービスを提供している例もあります。
また、自動車業界では「コネクテッドカー」が注目されています。コネクテッドカーとは、常にインターネットに接続し、道路の混雑状況を把握したりトラブル時に自動で警察署や消防署に通報したりすることができる車のことです。車両が盗難に遭っても位置を追跡できるため安心です。将来的には完全自動運転の実現も期待されています。
IoTを推進する上での課題
IoTの活用は年々増えているものの、課題もあるのが現状です。最後に、IoT活用における課題を3つご紹介します。
IT人材の確保
IoTの注目が増す一方で、その導入・運用を担うIT人材があらゆる業界で不足しています。特に、中小企業ではIT人材の不足が顕著で、IoTの推進が進まない原因のひとつになっています。そのため、外部への委託や業務連携などを視野に入れる必要があるでしょう。
セキュリティ対策
インターネットに接続するIoTデバイスが増えるほど、情報漏洩やサイバー攻撃のリスクが高まります。なぜなら、IoTデバイスは処理能力がパソコンやスマートフォンに比べて低く、OSレベルでのセキュリティ機能が低くなる傾向があるからです。支払い情報など重要なデータをインターネット上でやりとりすることもあり、万全にセキュリティ対策を行うことが重要です。
また、製造業ではOT（Operational Technology）におけるセキュリティへの関心が高まっています。OTとは、工場をはじめとする製造現場の設備やシステムを制御する技術のこと。製造現場でIoTの普及が進めば進むほどインターネットにつながるOTも増えるため、セキュリティの重要性が高まっているのです。
通信障害の影響
インターネットにつながるモノが増えることにより、モノ同士の電波干渉が発生するおそれがあります。電波干渉とは、それぞれの機器の無線電波がぶつかり合い、無線ネットワークの通信速度が低下またはネットワーク自体に接続できなくなることです。そのような通信障害は、大規模になるほどIoTの活用に支障をきたすため、対策が求められています。
IoTを導入し、ビジネスに新しい展開を
IoTの導入により、業務効率化や生産性向上などが期待できます。また、IoTを活用した商品を開発すれば、競争力の向上や差別化なども可能です。
しかし、中小企業では、IT人材が不足していることから思うように導入が進まないこともあるかもしれません。IT人材を確保するためには、外部に委託することもひとつの手段です。積極的にIoTを導入し、ビジネスに新しい展開を作りましょう。
