日常の物理的なオブジェクトを接続するインターネットのような構造
「IoT」はこの用語にリダイレクトされます。その他の用法については、「IoT (曖昧さ回避)」を参照してください。
Web of Thingsと混同しないでください。

モノのインターネット（IoT）
一般的な概念
Communication protocols
モノのインターネットを活用して家庭用サーモスタットを接続する例。

モノのインターネット（IoT ）とは、センサー、処理能力、ソフトウェア、その他の技術が組み込まれた物理的な物体を指し、インターネットやその他の通信ネットワークを介して他のデバイスやシステムと接続し、データを交換するものです。 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] IoTは、電子工学、通信、コンピュータサイエンス、エンジニアリングを網羅しています。「モノのインターネット」は誤称であると考えられてきました。なぜなら、デバイスはパブリックインターネットに接続する必要はなく、ネットワークに接続され、個別にアドレス指定できればよいからです。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

この分野は、ユビキタスコンピューティング、コモディティセンサー、ますます強力になる組み込みシステム、機械学習など、複数の技術の融合により進化してきました。[ 9 ]組み込みシステム、無線センサーネットワーク、制御システムといった従来の分野は、それぞれ独立して、また総合的にモノのインターネットを実現しています。

消費者市場において、IoT技術は「スマートホーム」製品（サーモスタットやスマートスピーカーなどのデバイスや家電製品を含む）と最もよく同義語となっていますが、この技術の最大の用途はビジネスおよび産業分野です。商業資産追跡とフリート管理はIoTの最大の用途であり、市場全体の22%を占めています。これは、車両や輸送コンテナなどの移動資産の監視ニーズに牽引されています。[ 10 ]その他の主要な用途としては、産業用監視、公共事業におけるスマートメーター、コネクテッドヘルスケアなどが挙げられます。[ 11 ]

しかし、IoT技術や製品の成長と普及に伴うリスク、特にプライバシーとセキュリティの分野については、いくつかの懸念が存在する。その結果、多くの国では、業界、テクノロジー企業、政府（またはその支部、省庁、局、部署など）が、これらの懸念に適切に対処し、安全リスクを最小限に抑えるために、国際標準、地域標準、ガイドライン、規制枠組みの策定と実施など、さまざまな対策を講じ、さまざまな予防措置を実施している。[ 12 ] IoTデバイスは相互接続されているため、セキュリティ侵害やプライバシーの懸念に対して脆弱である。同時に、これらのデバイスがワイヤレスで通信する方法は、規制上の曖昧さを生み出し、データ転送の管轄境界を複雑にしている。[ 13 ]

背景

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1972年頃、スタンフォード人工知能研究所は遠隔地での使用のために、コンピュータ制御の自動販売機を開発した。これは、キャンティーン・ベンディングからレンタルした機械を改造したもので、現金またはコンピュータ端末（テレタイプ モデル 33 KSR）を介して[ 14 ]掛け売りで販売した。[ 15 ]販売した商品の中には、ビール、ヨーグルト、牛乳などがあった。[ 15 ] [ 14 ]この機械は、 J・R・R・トールキンの壮大なファンタジー小説『指輪物語』に出てくる宿屋にちなんで、部屋の名前をとって「跳ねるポニー」と名付けられた。[ 15 ] [ 16 ]スタンフォード人工知能研究所の各部屋は、指輪物語のファンタジー世界である中つ国にちなんで名付けられている。[ 17 ]後継バージョンは、ハードウェアとソフトウェアを更新して、現在もスタンフォード大学のコンピュータサイエンス学部で稼働している。[ 15

歴史

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1982年[ 18 ] 、ネットワークに接続されたスマートデバイスの初期の概念が、カーネギーメロン大学 コンピュータサイエンス学部の学部コカコーラ自動 販売機に設置されたセンサー用のインターネットインターフェースとして構築されました。この自動販売機は大学院生のボランティアによって提供され、温度モデルと在庫状況を提供しました[ 19 ] [ 20 ]。これは、スタンフォード人工知能研究所のプランシングポニールームにあるコンピュータ制御の自動販売機に触発されたものです[ 21 ]。当初はCMUキャンパス内でのみアクセス可能でしたが、最初のARPANET接続機器として注目を集めました[ 22 ] [ 23 ] 。

マーク・ワイザーが1991年に発表したユビキタスコンピューティングに関する論文「21世紀のコンピュータ」や、UbiComp、PerComといった学術的な場では、IoTの現代的なビジョンが生まれました。[ 24 ] [ 25 ] 1994年、レザ・ラジはIEEE Spectrum誌でこの概念を「家電製品から工場全体まで、あらゆるものを統合・自動化するために、小さなデータパケットを多数のノードに移動させる」と説明しました。[ 26 ] 1993年から1997年にかけて、 Microsoftのat WorkやNovellのNESTなど、複数の企業がソリューションを提案しました。ビル・ジョイが1999年にダボスで開催された世界経済フォーラムで発表した「6つのWeb」フレームワークの一部としてデバイス間通信を構想したことで、この分野は勢いを増しました。[ 27 ]

「モノのインターネット」という概念とその用語自体は、 1985年9月にワシントンD.C.で開催された連邦議会黒人議員連盟 第15回立法週末におけるピーター・T・ルイスのスピーチで初めて登場しました。ルイスによれば、「モノのインターネット（IoT）とは、人、プロセス、テクノロジーを接続可能なデバイスやセンサーと統合し、遠隔監視、状態監視、操作、およびデバイスの傾向評価を可能にすることです。」[ 28 ]

「モノのインターネット」という用語は、1999年にプロクター・アンド・ギャンブル（後にマサチューセッツ工科大学オートIDセンター）のケビン・アシュトンによって独自に造語されたが[ 29 ] 、彼は「モノのためのインターネット」という表現を好んでいた。 [ 30 ]当時、彼は無線周波数識別（RFID）をモノのインターネットの不可欠な要素と考えていた。 [ 31 ] RFIDによってコンピューターが個々のモノを効果的に管理できるようになるからだ。 [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]モノのインターネットの主な特徴は、様々なガジェットや日用品に短距離移動トランシーバーを埋め込むことで、人とモノの間、そしてモノ同士の間で新しい形の通信を可能にすることであると考えられてきた。[ 35 ]

2004年、ネットシリコンのCEOであるコーネリアス・「ピート」・ピーターソンは、「次の時代の情報技術は[IoT]デバイスが主流となり、ネットワーク化されたデバイスは最終的に人気と重要性を増し、ネットワーク化されたコンピュータやワークステーションの数をはるかに上回るようになるだろう」と予測した。ピーターソンは、医療機器と産業用制御機器がこの技術の主な用途になると信じていた。[ 36 ]

シスコシステムズは、モノのインターネットを「単に人よりも多くの『モノ』がインターネットに接続された時点」と定義し、モノ/人の比率が2003年の0.08から2010年には1.84に増加したことで、2008年から2009年の間にIoTが「誕生」したと推定しました。[ 37 ]

アプリケーション

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IoTデバイスの幅広いアプリケーション[ 38 ]は、多くの場合、消費者、商業、産業、インフラストラクチャの領域に分割されます。[ 39 ] [ 40 ]

消費者

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IoTデバイスの多くは、コネクテッドカー、ホームオートメーション、ウェアラブル技術、コネクテッドヘルス、遠隔監視機能付き家電など、消費者向けに開発されています。[ 41 ]

ホームオートメーション

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IoTデバイスは、ホームオートメーションというより広い概念の一部であり、一般的には照明、暖房と空調、メディアとセキュリティシステム、カメラシステムが含まれます。[ 42 ] [ 43 ]さらに、長期的なメリットとしては、照明や電子機器の電源を自動的にオフにしたり、家庭の居住者に使用状況を知らせたりすることで、エネルギーを節約できることが挙げられます。[ 44 ]

スマートホームは自動化ホームとも呼ばれ、スマートデバイスや家電を制御するプラットフォームまたはハブをベースとすることができます。[ 45 ]たとえば、AppleのHomeKitを使用すると、メーカーはiPhoneやApple WatchなどのiOSデバイスのアプリケーションでホーム製品やアクセサリを制御できます。[ 46 ] [ 47 ]これは専用アプリまたはSiriなどのiOSネイティブアプリケーションである可能性があります。[ 48 ]これは、Wi-Fiブリッジを必要とせずにAppleのホームアプリまたはSiriを介して制御されるスマートホームデバイスのラインであるLenovoのSmart Home Essentialsのケースで実証できます。[ 48 ]さまざまなスマートホーム製品を接続するためのスタンドアロンプ​​ラットフォームとして提供される専用のスマートホームハブもあります。これらには、 Amazon Echo、Google Home、AppleのHomePod、SamsungのSmartThings Hubが含まれます。[ 49 ]商用システムに加えて、Home Assistant、OpenHAB、Domoticzなど、多くの非独占的なオープンソースエコシステムが存在します。[ 50 ]

高齢者介護

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スマートホームの主な用途の一つは、高齢者や障害者の支援です。これらのホームシステムは、所有者の特定の障害に対応するために支援技術を使用しています。[ 51 ] 音声制御は、視覚や運動に制限のあるユーザーを支援することができ、警報システムは聴覚障害者が装着する人工内耳に直接接続できます。 [ 52 ]また、転倒や発作などの医療上の緊急事態を監視するセンサーなど、追加の安全機能を備えることもできます。[ 53 ]このように適用されたスマートホーム技術は、ユーザーにさらなる自由とより高い生活の質を提供します。[ 51 ]

組織

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「エンタープライズ IoT」という用語は、ビジネスや企業の環境で使用されるデバイスを指します。

医療とヘルスケア

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医療用モノのインターネット（IoMT ）は、医療や健康関連の目的、研究のためのデータ収集と分析、モニタリングのためのIoTの応用です。[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] IoMTは「スマートヘルスケア」と呼ばれ、[ 59 ]利用可能な医療資源と医療サービスを接続してデジタル化された医療システムを作成する技術です。[ 60 ] [ 61 ]

IoTデバイスは、遠隔健康モニタリングや緊急通知システムを実現するために使用できます。これらの健康モニタリングデバイスは、血圧計や心拍数モニターから、ペースメーカー、Fitbit電子リストバンド、高度な補聴器などの特殊なインプラントをモニタリングできる高度なデバイスまで多岐にわたります。[ 62 ]一部の病院では、患者がベッドに座っていることや患者が起き上がろうとしていることを検知できる「スマートベッド」の導入が始まっています。また、看護師による手動操作なしに、患者に適切な圧力とサポートが確実にかかるように自動調整することもできます。[ 54 ] 2015年のゴールドマン・サックスのレポートによると、医療IoTデバイスは「収益の増加とコストの削減により、米国の年間医療費を3,000億ドル以上節約できる」とされています。[ 63 ]さらに、医療フォローアップを支援するためのモバイルデバイスの活用は、健康統計の分析に使用される「m-health」の誕生につながりました。[ 64 ]

高齢者の健康状態や全般的な健康状態を監視するために、居住空間内に特殊なセンサーを設置することもできます。これにより、適切な治療が確実に実施され、療法を通じて失われた運動能力の回復も支援されます。[ 65 ]これらのセンサーは、家庭用モニタリングデバイスを病院ベースのシステムに接続するなど、さまざまな環境で貴重な情報を収集、処理、転送、分析できるインテリジェントセンサーのネットワークを構築します。 [ 59 ]健康的な生活を促進するための他の消費者向けデバイス、例えば接続型体重計やウェアラブル心電図モニターなども、IoT の可能性を広げます。[ 66 ]エンドツーエンドの健康監視 IoT プラットフォームは、妊娠前および慢性疾患の患者にも利用可能であり、健康上のバイタルサインや定期的な投薬の必要性の管理に役立ちます。[ 67 ]

プラスチックおよび布地を用いた電子機器製造方法の進歩により、超低コストで使い捨て可能なIoMTセンサーが実現しました。これらのセンサーは、必要な無線周波数識別（ RFID）電子機器とともに、紙や電子繊維上に製造することができ、無線駆動の使い捨てセンシングデバイスとして利用できます。[ 68 ]携帯性とシステムの複雑さの低減が不可欠とされるポイントオブケア医療診断への応用が確立されています。[ 69 ]

2018年現在、IoMTは臨床検査[update]業界で応用されている。[ 56 ]

保険業界におけるIoMTは、より優れた新しい種類の動的情報へのアクセスを提供します。これには、バイオセンサー、ウェアラブルデバイス、コネクテッドヘルスデバイス、顧客行動を追跡するためのモバイルアプリなどのセンサーベースのソリューションが含まれます。これにより、より正確な引受査定と新たな価格設定モデルが可能になります。[ 70 ]

ヘルスケアにおけるIoTの応用は、慢性疾患の管理、そして疾病の予防と制御において重要な役割を果たします。強力なワイヤレスソリューションを接続することで、遠隔モニタリングが可能になります。この接続性により、医療従事者は患者のデータを取得し、健康データ分析に複雑なアルゴリズムを適用することが可能になります。[ 71 ]

交通機関

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チェコ共和国のデジタル可変速度制限標識。

IoTは、様々な交通システムにおける通信、制御、情報処理の統合を支援することができます。IoTの応用は、交通システムのあらゆる側面（すなわち、車両、[ 72 ]インフラ、運転手または利用者）に及びます。交通システムのこれらの構成要素間の動的な相互作用により、車両間および車両内通信、[ 73 ] スマート交通管制、スマートパーキング、電子料金収受システム、物流および車両管理、車両制御、安全、道路支援が可能になります。[ 62 ] [ 74 ]

V2X通信

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メイン記事: V2X

車両通信システムにおいて、車車間通信（V2X）は、車車間通信（V2V）、路車間通信（V2I）、歩行者間通信（V2P）という3つの主要コンポーネントで構成されています。V2Xは、最終的には自動運転とコネクテッドロードインフラへの第一歩となります。[ 75 ]

ホームオートメーション

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メイン記事:ホームオートメーション

IoTデバイスは、ホームオートメーションやビルディングオートメーションシステムにおいて、様々なタイプの建物（公共施設、民間施設、産業施設、公共施設、住宅など）で使用される機械、電気、電子システムの監視と制御に使用できます[ 62 ]。この文脈では、文献では主に3つの領域が取り上げられています。[ 76 ]

  • インターネットと建物のエネルギー管理システムを統合し、エネルギー効率が高くIoTを活用した「スマートビルディング」を実現する。[ 76 ]
  • エネルギー消費を削減するためのリアルタイムモニタリングの可能な手段[ 44 ]と居住者の行動のモニタリング[ 76 ] 。
  • スマートデバイスを建築環境に統合し、将来のアプリケーションでどのように活用できるか。[ 76 ]

産業

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メイン記事:産業用IoT

IIoTとも呼ばれる産業用IoTデバイスは、接続された機器、運用技術（OT）、場所、そして人からデータを取得し、分析します。運用技術（OT）監視デバイスと組み合わせることで、IIoTは産業システムの制御と監視に役立ちます。[ 77 ]さらに、産業用ストレージユニット内の資産配置の自動記録更新にも同様の実装が可能です。資産のサイズは小さなネジからモーターのスペアパーツ全体まで様々であり、そのような資産の配置ミスは人的資源、時間、そして費用の損失につながる可能性があるためです。

製造業

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IoTは、センシング、識別、処理、通信、駆動、ネットワーク機能を備えた様々な製造装置を接続することができます。[ 78 ]製造装置のネットワーク制御と管理、資産と状況の管理、製造プロセス制御により、 IoTは産業用アプリケーションやスマート製造に活用できます。[ 79 ] IoTインテリジェントシステムは、新製品の迅速な製造と最適化、製品需要への迅速な対応を可能にします。[ 62 ]

プロセス制御、オペレータツール、サービス情報システムの自動化と、プラントの安全性とセキュリティの最適化を目的としたデジタル制御システムは、 IIoTの範囲に含まれます。[ 80 ]さらに、IoTは予測保守、統計的評価、信頼性を最大化するための測定を通じて資産管理にも適用できます。 [ 81 ]産業管理システムはスマートグリッドと統合することができ、エネルギーの最適化が可能になります。測定、自動制御、プラントの最適化、健康と安全の管理などの機能は、ネットワーク化されたセンサーによって提供されます。[ 62 ]

一般的な製造業に加えて、IoTは建設業の工業化のプロセスにも利用されています。[ 82 ]

農業

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農業におけるIoTの応用は数多くあり[ 83 ]、例えば気温、降雨量、湿度、風速、害虫の発生、土壌含有量などのデータ収集などが挙げられます。これらのデータは、農作業の自動化、品質と量の向上、リスクと無駄の最小化、作物管理の労力削減のための情報に基づいた意思決定に活用できます。例えば、農家は土壌の温度や水分を遠隔から監視できるようになり、IoTで取得したデータを精密施肥プログラムに適用することさえ可能になりました[ 84 ] 。最終的な目標は、センサーからのデータと、農家の農場に関する知識や直感を組み合わせることで、農場の生産性向上とコスト削減を実現することです。

豊田通商は2018年8月、マイクロソフトと提携し、水管理関連のIoT技術向けMicrosoft Azureアプリケーションスイートを活用した養殖ツールの開発を開始しました。近大の研究者らが開発したこの送水ポンプ機構は、人工知能を用いてベルトコンベア上の魚の数を数え、魚の数を分析し、魚から得られるデータから水の流れの有効性を推測します。[ 85 ]テレビのホワイトスペースを利用して養殖場をつなぐMicrosoft ResearchのFarmBeatsプロジェクト[ 86 ]も、現在Azure Marketplaceに含まれています。[ 87 ]

海事

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IoTデバイスは、ボートやヨットの環境やシステムを監視するために使用されています。[ 88 ]多くのプレジャーボートは、夏には数日間、冬には数ヶ月間放置されるため、このようなデバイスは、ボートの浸水、火災、バッテリーの過放電などの貴重な早期警報を提供します。Sigfoxなどのグローバルインターネットデータネットワークと長寿命バッテリー、マイクロエレクトロニクスを組み合わせることで、エンジンルーム、ビルジ、バッテリーを常時監視し、接続されたAndroidやAppleアプリケーションなどにレポートすることが可能になります。

インフラストラクチャー

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橋梁、鉄道線路、陸上・洋上風力発電所といった持続可能な都市・農村インフラの運用監視・制御は、IoTの重要な応用分野です。[ 80 ] IoTインフラは、安全性を損ないリスクを高める可能性のある構造上の事象や変化を監視するために使用できます。IoTは、建設業界にコスト削減、時間短縮、作業品質の向上、ペーパーレスワークフロー、生産性向上といったメリットをもたらします。リアルタイムデータ分析において、意思決定の迅速化とコスト削減にも役立ちます。また、異なるサービスプロバイダーとこれらの施設のユーザー間のタスクを調整することで、修理・保守活動を効率的にスケジュールするのにも役立ちます。[ 62 ] IoTデバイスは、船舶のアクセスを提供する橋梁などの重要なインフラの制御にも使用できます。インフラの監視と運用にIoTデバイスを使用することで、インシデント管理と緊急対応の調整、サービス品質、稼働時間が大幅に改善され、インフラ関連のすべての分野で運用コストが削減される可能性があります。[ 89 ]廃棄物管理などの分野でもメリットがあります。[ 90 ]

大都市規模の展開

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都市やシステムのより適切な管理を可能にするため、IoTの大規模導入が計画中または進行中のプロジェクトがいくつかあります。例えば、韓国の松島市は、設備が整った有線スマートシティとしては世界初となる都市で、段階的に建設が進められており、 2018年6月時点でビジネス地区の約70%が完成しています[update]。この都市の相当部分は、この種のものとしては初めて、有線化され自動化され、人間の介入をほとんど、あるいは全く必要とせずに運営される予定です。[ 91 ]

2014年には、スペインのサンタンデールで別のアプリケーションのプロジェクトが進行中でした。この導入では、2つのアプローチが採用されました。人口18万人のこの都市では、既に1万8000件ものスマートフォンアプリがダウンロードされています。このアプリは1万個のセンサーに接続されており、駐車場検索や環境モニタリングといったサービスを提供しています。さらに、この導入では都市のコンテキスト情報も活用されており、都市の行動に基づいたスパークディールメカニズムを通じて、各通知の効果を最大化することで、小売業者に利益をもたらすことを目指しています。[ 92 ]

進行中の大規模展開の他の例としては、中新広州ナレッジシティ[ 93 ] 、カリフォルニア州サンノゼにおける大気質と水質の改善、騒音公害の削減、交通効率の向上の取り組み[ 94 ]、シンガポール西部のスマート交通管理[95]などがある。サンディエゴに本社を置くIngenuは、RPMA（ランダムフェーズマルチアクセス）技術を使用して、 Wi-Fiと同じ免許不要の2.4ギガヘルツ帯域を使った低帯域幅データ伝送用の全国パブリックネットワーク[ 96 ]を構築した。Ingenuの「マシンネットワーク」は、サンディエゴやダラスを含む35の主要都市で米国の人口の3分の1以上をカバーしている。[ 97 ]フランス企業のSigfoxは、2014年にサンフランシスコ湾岸地域で超狭帯域無線データネットワークの構築を開始した。これは米国で同様の展開を達成した最初の企業となった。[ 98 ] [ 99 ]その後同社は、2016年末までに米国の30都市をカバーする合計4000の基地局を設置すると発表し、これまでで米国最大のIoTネットワークカバレッジプロバイダーとなった。[ 100 ] [ 101 ]シスコもスマートシティプロジェクトに参加している。シスコは、インドのビジャヤワダ市の5キロ圏内に、スマートWi-Fi、スマートセーフティ＆セキュリティ、スマート照明、スマートパーキング、スマートトランスポート、スマートバス停、スマートキオスク、政府サービス向けリモートエキスパート（REGS）、スマート教育の技術を展開している。[ 102 ] [ 103 ]

大規模導入のもう一つの例は、ニューヨーク・ウォーターウェイズがニューヨーク市の船舶全てを接続し、24時間365日リアルタイムで監視できるようにしたシステムである。このネットワークは、シカゴに拠点を置き、重要な用途向けの無線ネットワークを開発しているフルイドメッシュ・ネットワークス社によって設計・構築された。NYWWネットワークは現在、ハドソン川、イースト川、アッパー・ニューヨーク湾をカバーしている。無線ネットワークの導入により、NYウォーターウェイはこれまで不可能だった方法で船舶と乗客を制御できるようになった。新たなアプリケーションとしては、セキュリティ、エネルギー・船舶管理、デジタルサイネージ、公衆Wi-Fi、ペーパーレス発券などが考えられる。[ 104 ]

エネルギー管理

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多数のエネルギー消費デバイス（ランプ、家電製品、モーター、ポンプなど）はすでにインターネット接続を統合しており、電力会社と通信して発電のバランスをとるだけでなく、エネルギー消費全体を最適化することもできます。[ 62 ]これらのデバイスは、ユーザーによるリモート制御やクラウドベースのインターフェースを介した集中管理が可能で、スケジューリング（暖房システムのリモート電源オン/オフ、オーブンの制御、照明条件の変更など）などの機能も利用できます。[ 62 ]スマートグリッドは、電力会社側のIoTアプリケーションです。システムはエネルギーと電力に関する情報を収集して処理し、電力の生産と配電の効率を向上させます。[ 105 ]電力会社は、高度計量インフラストラクチャ（AMI）のインターネット接続デバイスを使用して、エンドユーザーからデータを収集するだけでなく、変圧器などの配電自動化デバイスも管理します。[ 62 ]

環境モニタリング

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IoTの環境モニタリングアプリケーションでは、通常、センサーを使用して空気や水質のモニタリング[ 106 ]、大気や土壌の状態のモニタリング[ 107 ]、および野生生物の動きとその生息地のモニタリングなどの領域も含まれます。[ 109 ]インターネットに接続されたリソースが限られたデバイスの開発は、地震や津波の早期警報システムなどの他のアプリケーションを緊急サービスがより効果的な支援を提供するために使用することも意味します。このアプリケーションのIoTデバイスは、通常、広い地理的領域にまたがり、移動することもできます。[ 62 ] IoTがワイヤレスセンシングにもたらす標準化は、この分野に革命を起こすと主張されています。[ 110 ]

リビングラボ

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IoTを統合するもう一つの例として、「リビングラボ」という概念が挙げられます。リビングラボは、研究とイノベーションのプロセスを統合・組み合わせ、官民パートナーシップを構築します。[ 111 ] 2006年から2024年1月の間に、440以上のリビングラボ（ただし、現在活動している施設はすべてではありません）[ 112 ]がIoTを活用し、関係者間の連携と知識共有を通じて、革新的で技術的な製品を共創しています。企業がスマートシティ向けのIoTサービス[ 113 ]を実装・開発しようとする場合、経済的なインセンティブが必要です。米国政府はスマートシティプロジェクトにおいて重要な役割を果たしており、政策の変更は、都市がIoTを導入し、利用されるリソースの有効性、効率性、正確性を向上させるのに役立ちます。例えば、米国政府は税制優遇措置や手頃な家賃を提供し、公共交通機関を改善し、新興企業、クリエイティブ産業、多国籍企業が共創し、共通のインフラと労働市場を共有し、地域に根付いた技術、生産プロセス、取引コストを活用できる環境を提供しています。[ 111 ]

軍隊

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主要記事:軍事分野のモノのインターネット

軍事分野におけるモノのインターネット（IoMT）は、偵察、監視、その他の戦闘関連目的のために軍事分野にIoT技術を応用するものである。これは都市環境における将来の戦争の見通しに大きく影響されており、センサー、弾薬、車両、ロボット、人間が装着する生体認証、そして戦場で重要なその他のスマートテクノロジーの活用を伴う。[ 114 ]

軍事分野で使用されているIoTデバイスの一例として、Xaver 1000システムが挙げられます。Xaver 1000はイスラエルのCamero Tech社によって開発され、同社の「壁貫通型画像システム」シリーズの最新モデルです。Xaverシリーズはミリ波（MMW）レーダー、つまり30～300ギガヘルツの周波数帯のレーダーを使用しています。AIベースのライフターゲット追跡システムと、独自の3D「壁貫通検知」技術を搭載しています。[ 115 ]

戦場のモノのインターネット

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戦場のモノのインターネット（IoBT ）は、米国陸軍研究所（ARL）が開始し実行しているプロジェクトであり、陸軍兵士の能力を強化するIoTに関する基礎科学に焦点を当てています。[ 116 ] 2017年にARLは戦場のモノのインターネット共同研究アライアンス（IoBT-CRA）を立ち上げ、IoT技術の理論的基礎と陸軍の作戦への応用を進めるために、産業界、大学、陸軍の研究者間の協力体制を確立しました。[ 117 ] [ 118 ]

物事の海

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Ocean of Thingsプロジェクトは、DARPA主導のプログラムであり、広大な海域にIoT（モノのインターネット）を構築し、環境データや船舶活動データを収集、監視、分析することを目的としています。このプロジェクトでは、クラウドベースのネットワークの一部として、軍用船舶や商用船舶を自律的に検知・追跡するパッシブセンサースイートを搭載した約5万個のフロートを展開します。[ 119 ]

製品のデジタル化

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QRコードやNFCタグを製品やそのパッケージに貼り付けるスマートパッケージやアクティブパッケージには、いくつかの用途があります。タグ自体はパッシブですが、固有の識別子（通常はURL）が含まれており、ユーザーはスマートフォンを介して製品に関するデジタルコンテンツにアクセスできます。[ 120 ]厳密に言えば、このようなパッシブなアイテムはIoT（モノのインターネット）の一部ではありませんが、デジタルインタラクションを実現するものとして捉えることができます。[ 121 ]「パッケージのインターネット（Internet of Packaging）」という用語は、固有の識別子を用いてサプライチェーンを自動化し、消費者がデジタルコンテンツにアクセスするために大規模にスキャンするアプリケーションを表すために造語されました。[ 122 ]固有の識別子、ひいては製品自体の認証は、QRコードをスキャンする際にコピーに敏感なデジタル透かしまたはコピー検出パターンをスキャンすることで可能になります。 [ 123 ] NFCタグは通信を暗号化できます。[ 124 ]

[編集]

近年のIoTの主な重要なトレンドは、インターネットを介して接続され、制御されるデバイスの増加です。[ 125 ] IoT技術の応用範囲が広いため、デバイスごとに詳細が大きく異なる場合がありますが、ほとんどのデバイスに共通する基本的な特性があります。

IoTは、物理的な世界をコンピュータベースのシステムに直接統合する機会を生み出し、効率性の向上、経済的利益、そして人的労力の軽減をもたらします。[ 126 ] [ 127 ] [ 128 ] [ 129 ]

IoT Analyticsは、2023年には166億台のIoTデバイスが接続されていると報告しました。同社は2020年に、2025年までに接続されるデバイスの台数が300億台になると予測していました。2024年10月時点で、その数は約170億台となっています。[ 130 ] [ 131 ] [ 132 ]

知能

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環境知能と自律制御は、モノのインターネットの本来の概念の一部ではありません。環境知能と自律制御も、必ずしもインターネット構造を必要としません。しかし、研究（インテルなどの企業による）は、IoTと自律制御の概念を統合する方向にシフトしており、この方向への初期の成果では、オブジェクトを自律型IoTの原動力と見なしています。[ 133 ]このような文脈でのアプローチは、ほとんどのIoTシステムが動的でインタラクティブな環境を提供する深層強化学習です。 [ 134 ]このような環境でエージェント（IoTデバイス）がスマートに動作するようにトレーニングすることは、教師あり学習などの従来の機械学習アルゴリズムでは対応できません。強化学習アプローチにより、学習エージェントは環境の状態（家の温度を感知するなど）を感知し、アクション（HVACのオン/オフを切り替えるなど）を実行し、長期的に受け取る累積報酬を最大化することで学習できます。

IoTインテリジェンスは、IoTデバイス、エッジ/フォグノード、クラウドコンピューティングの3つのレベルで提供できます。[ 135 ]各レベルでのインテリジェントな制御と決定の必要性は、IoTアプリケーションの時間的敏感性によって異なります。たとえば、自動運転車のカメラは、事故を避けるためにリアルタイムで障害物を検知する必要があります。この迅速な意思決定は、車両からクラウドインスタンスにデータを転送し、予測を車両に返すだけでは実現できません。代わりに、すべての操作を車両内でローカルに実行する必要があります。ディープラーニングなどの高度な機械学習アルゴリズムをIoTデバイスに統合することは、スマートオブジェクトを現実に近づけるための活発な研究分野です。さらに、IoTデータを分析し、隠れた情報を抽出し、制御決定を予測することで、IoT展開から最大の価値を引き出すことができます。IoTドメインでは、回帰、サポートベクターマシン、ランダムフォレストなどの従来の方法から、畳み込みニューラルネットワーク、LSTM、変分オートエンコーダなどの高度なものまで、さまざまな機械学習手法が使用されています。[ 136 ] [ 135 ]

将来、モノのインターネットは非決定論的でオープンなネットワークとなり、自動組織化またはインテリジェントなエンティティ（Webサービス、SOAコンポーネント）と仮想オブジェクト（アバター）が相互運用可能となり、コンテキスト、状況、環境に応じて独立して（独自の目的または共有の目的を追求）行動できるようになる。コンテキスト情報の収集と推論による自律的な行動、および環境の変化（センサーに影響を与える障害）を検出して適切な緩和策を導入するオブジェクトの能力は、主要な研究トレンドであり、[ 137 ] IoT技術の信頼性を高めるために明らかに必要とされている。市場の最新のIoT製品とソリューションは、このようなコンテキスト認識型自動化をサポートするためにさまざまな異なる技術を使用しているが、センサーユニットとインテリジェントサイバーフィジカルシステムを実際の環境に展開できるようにするには、より洗練された形態のインテリジェンスが求められている。[ 138 ]

建築

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IoT システム アーキテクチャは、簡単に言えば、3 つの層で構成されます。層 1: デバイス、層 2:エッジ ゲートウェイ、層 3: クラウドです。[ 139 ]デバイスには、IoT 機器に見られるセンサーやアクチュエーターなどのネットワーク化されたもの、特にModbus、Bluetooth、Zigbeeなどのプロトコルや独自のプロトコルを使用してエッジ ゲートウェイに接続するものが挙げられます。[ 139 ]エッジ ゲートウェイ レイヤーは、データの前処理、WebSocket などのシステムの使用、イベント ハブ、場合によってはエッジ分析やフォグ コンピューティングなどの機能を提供するエッジ ゲートウェイと呼ばれるセンサー データ集約システムで構成されています。[ 139 ]エッジ ゲートウェイ レイヤーでは、管理を容易にするために、上位レイヤーにデバイスの共通ビューを提供することも必要です。最後の層には、マイクロサービス アーキテクチャを使用して IoT 用に構築されたクラウド アプリケーションが含まれます。これは通常、多言語で、 HTTPS/ OAuthを使用して本質的に安全です。これには、時系列データベースやバックエンドデータストレージシステム（Cassandra、PostgreSQLなど）を使用したアセットストアなど、センサーデータを保存するさまざまなデータベースシステムが含まれます。 [ 139 ]ほとんどのクラウドベースIoTシステムのクラウド層には、すべての層で発生する通信を処理するイベントキューイングおよびメッセージングシステムが備わっています。[ 140 ]一部の専門家は、IoTシステムの3層をエッジ、プラットフォーム、エンタープライズに分類し、これらはそれぞれ近接ネットワーク、アクセスネットワーク、サービスネットワークによって接続されています。[ 141 ]

モノのインターネット（IoT）を基盤とするWeb of Thingsは、 IoTデバイスからのデータをWebアプリケーションに統合し、革新的なユースケースを生み出すことを目的とした、IoTのアプリケーション層のためのアーキテクチャです。モノのインターネット（IoT）における情報の流れをプログラムおよび制御するために、BPM Everywhereと呼ばれるアーキテクチャの方向性が予測されています。これは、従来のプロセス管理とプロセスマイニング、そして多数の連携デバイスの制御を自動化する特別な機能を融合したものです。[要出典]

ネットワークアーキテクチャ

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モノのインターネット（IoT）は、デバイスの急増に対応するために、ネットワーク空間に非常に大きなスケーラビリティを必要とします。[ 142 ] IETF 6LoWPANは、デバイスをIPネットワークに接続するために使用できます。数十億台のデバイス[ 143 ]がインターネット空間に追加されるにつれて、IPv6はネットワーク層のスケーラビリティを処理する上で重要な役割を果たすでしょう。IETFの制約付きアプリケーションプロトコル、ZeroMQ、およびMQTTは、軽量なデータ転送を提供できます。実際には、多くのIoTデバイスグループはゲートウェイノードの背後に隠れており、一意のアドレスを持っていない可能性があります。また、すべてのものが相互接続されるというビジョンは、ほとんどのアプリケーションでは必要ありません。なぜなら、上位層で相互接続する必要があるのは主にデータだからです。[要出典]

フォグコンピューティングは、インターネットを介したこのような大量のデータフローを防ぐための現実的な代替手段です。[ 144 ]エッジデバイスのデータ分析・処理能力は非常に限られています。IoTデバイスの目的は、自律性を維持しながら物理的なオブジェクトに関するデータを提供することであるため、限られた処理能力はIoTデバイスの重要な特性です。処理能力が高すぎるとバッテリー消費量が増加し、IoTの動作能力が低下します。IoTデバイスは、十分な処理能力を持つサーバーにインターネット経由でデータを供給するだけなので、拡張性は容易です。[ 145 ]

分散型IoT
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分散型IoT（モノのインターネット）は、フォグコンピューティングを利用して接続されたIoTデバイスのリクエストを処理およびバランス調整することで、クラウドサーバーの負荷を軽減し、患者のバイタルサインモニタリング、自動運転の車車間通信、産業用デバイスの重大な障害検出などの遅延に敏感なIoTアプリケーションの応答性を向上させる修正されたIoTです。[ 146 ]特に数百万のノードを持つ巨大なIoTシステムではパフォーマンスが向上します。[ 147 ]

従来のIoTはメッシュネットワークを介して接続され、主要なヘッドノード（集中型コントローラ）によって制御されます。[ 148 ]ヘッドノードは、データの作成、保存、および送信方法を決定します。[ 149 ]対照的に、分散型IoTはIoTシステムをより小さな部門に分割しようとします。[ 150 ]ヘッドノードは、相互に合意されたポリシーに基づいて、下位レベルのサブノードに部分的な意思決定権を付与します。[ 151 ]

分散型IoTへのアプローチの中には、ブロックチェーンを介してバッテリー駆動型や無線型のIoTデバイスの限られた帯域幅とハッシュ能力に対処しようとするものもある。[ 152 ] [ 153 ] [ 154 ]

複雑

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半開ループまたは閉ループ（すなわち、バリューチェーン、グローバルな最終性が確定できる場合）では、膨大な数の異なるリンク、自律的なアクター間の相互作用、新しいアクターを統合する能力があるため、IoT は複雑なシステムとして考えられ、研究されることが多い[ 155 ] 。全体的な段階（完全な開ループ）では、カオス的な環境と見なされる可能性が高い（システムは常に最終性を持つため）。実用的なアプローチとして、モノのインターネット上のすべての要素がグローバルな公共の空間で実行されるわけではない。プライバシー、制御、信頼性のリスクを軽減するために、サブシステムが実装されることが多い。たとえば、スマートホーム内で動作する家庭用ロボット（ドモティクス）は、ローカルネットワーク内でのみデータを共有し、ローカルネットワーク経由でのみ利用できる可能性がある。[ 156 ]高度に動的なアドホック IoT のモノ/デバイス ネットワークの管理と制御は、従来のネットワーク アーキテクチャでは困難な作業ですが、ソフトウェア定義ネットワーク（SDN）は、革新的な IoT アプリケーションの多様性の特別な要件に対応できる、機敏で動的なソリューションを提供します。[ 157 ] [ 158 ]

サイズに関する考慮事項

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モノのインターネット（IoT）の正確な規模は不明ですが、IoTに関する記事の冒頭では数十億や数兆といった数字がしばしば引用されます。2015年には、家庭内に8,300万台のスマートデバイスが存在していました。この数は2020年までに1億9,300万台に増加すると予想されています。[ 43 ] [ 159 ] 2023年には、接続されたIoTデバイスの数は166億台に達すると予想されています。[ 160 ]

オンライン対応デバイスの数は2016年から2017年にかけて31％増加し、84億台に達した。[ 161 ]

スペースに関する考慮事項

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モノのインターネット（IoT）においては、モノの正確な地理的位置、さらにはモノの正確な地理的寸法が極めて重要になることがある。[ 162 ]そのため、モノの時間と空間における位置といった事実を追跡することは、これまでそれほど重要ではなかった。なぜなら、情報を処理する人が、その情報が取るべき行動にとって重要かどうかを判断し、重要であれば不足している情報を追加する（あるいは行動を取らない）ことができるからである。（モノのインターネット上のモノの中にはセンサーがあり、センサーの位置は通常重要であることに注意されたい。[ 163 ]）ジオウェブとデジタルアースは、モノが場所によって整理され、接続されるようになることで可能になるアプリケーションである。しかし、依然として残る課題としては、可変の空間スケールの制約、膨大な量のデータ処理の必要性、高速検索と近隣操作のためのインデックス作成などが挙げられる。モノのインターネットでは、モノが自発的に行動をとることができれば、こうした人間中心の仲介役は不要になる。したがって、私たち人間が当然のことと考えている時空間コンテキストに、この情報エコシステムにおける中心的な役割を与える必要がある。インターネットやウェブにおいて標準が重要な役割を果たすのと同様に、地理空間の標準はモノのインターネットにおいて重要な役割を果たすことになる。[ 164 ] [ 165 ]

「リモコンバスケット」の解決策

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多くのIoTデバイスがこの市場の一部を獲得する可能性を秘めています。ジャン＝ルイ・ガセ氏（Apple創業時の卒業生チームメンバーであり、BeOS共同創設者）は、Monday Noteの記事[ 166 ]でこの問題について言及し、最も起こりそうな問題は「リモコンのバスケット」問題だと予測しています。これは、数百ものデバイスが互いに通信するためのプロトコルを共有していないため、数百ものアプリケーションがインターフェースとして存在するようになることを意味します。[ 166 ]ユーザーインタラクションの改善を目指し、一部のテクノロジーリーダーは協力してデバイス間の通信標準を策定し、この問題を解決しようとしています。また、デバイスの予測的インタラクションという概念に着目する企業もあります。これは、「収集されたデータを用いて特定のデバイス上のアクションを予測・トリガーする」ことで、デバイス同士を連携させるというものです。[ 167 ]

ソーシャルIoT

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ソーシャルIoT（SIoT）は、IoTデバイス間の社会的相互作用と関係性の重要性に焦点を当てた新しいタイプのIoTです。[ 168 ] SIoTは、ドメイン間のIoTデバイスが人間の介入なしにアプリケーション間の通信とコラボレーションを可能にし、所有者に自律的なサービスを提供するパターンです。[ 169 ]これは、IoTソフトウェアとハ​​ードウェアエンジニアリングの両方から低レベルのアーキテクチャサポートを得た場合にのみ実現できます。[ 170 ]

IoTデバイス（人間ではない）向けソーシャルネットワーク

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IoTは、コミュニティの市民のようなアイデンティティを持つデバイスを定義し、それらをインターネットに接続してユーザーにサービスを提供します。[ 171 ] SIoTは、人間に奉仕するというさまざまな目的のために互いに対話するIoTデバイス専用のソーシャルネットワークを定義します。[ 172 ]

SIoT と IoT の違いは何ですか?

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SIoTは、連携特性の点で従来のIoTとは異なります。IoTは受動的であり、既存のIoTデバイスと所定のシステム内で特定の目的のために連携するように設定されていました。一方、SIoTは能動的であり、AIによってプログラム・管理され、異なるシステムから潜在的なIoTデバイスを組み合わせて、ユーザーに利益をもたらす非計画的な目的のために機能します。[ 173 ]

関数

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社会性を組み込んだIoTデバイスは、その能力や機能をブロードキャストすると同時に、同じまたは近くのネットワーク内の他のIoTデバイスを検出、情報共有、監視、ナビゲート、グループ化することでSIoTを実現し[ 174 ]、特に緊急時にユーザーの日常生活で積極的に支援するための便利なサービス構成を容易にします。[ 175 ]

例

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  1. IoTベースのスマートホーム技術は、患者や高齢者の生理学的パラメータを分析して健康データを監視し、緊急医療サービスが必要なときに近くの医療施設に通知します。[ 176 ]緊急時には、自動的に最寄りの病院の救急車が呼び出され、ピックアップ場所が提供され、病棟が割り当てられ、患者の健康データが救急科に送信され、さらなる措置のために医師のコンピュータにすぐに表示されます。[ 177 ]
  2. 車両、道路、信号機に搭載されたIoTセンサーは、車両とドライバーの状態を監視し、注意が必要な際に警告を発するとともに、自動運転が正常に機能していることを確認するために自動的に調整を行います。万が一事故が発生した場合、IoTカメラが最寄りの病院と警察署に通報し、救助を求めます。[ 178 ]

課題

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  1. モノのインターネットは多面的で複雑です。[ 179 ]モノのインターネット（IoT）ベースの製品やサービスの採用と使用を妨げる主な要因の1つは、その複雑さです。[ 180 ]インストールとセットアップは人々にとって課題であるため、IoTデバイスはさまざまな状況でさまざまなサービスを提供するために、組み合わせて自動的に構成する必要があります。[ 181 ]
  2. システムセキュリティは、あらゆる技術において常に懸念事項ですが、SIoTにおいては、自身のセキュリティだけでなく、時と場所を問わず連携するIoTデバイス間の相互信頼メカニズムも考慮する必要があるため、さらに重要です。[ 170 ]
  3. SIoTにとってもう一つの重要な課題は、センサーの精度と信頼性です。多くの場合、IoTセンサーは事故、怪我、そして人命の損失を回避するために、ナノ秒単位で反応する必要があります。[ 170 ]

実現技術

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IoTを実現する技術は数多く存在します。この分野で極めて重要なのは、IoT設備内のデバイス間の通信に使用されるネットワークであり、この役割は複数の無線または有線技術によって実現されます。[ 182 ] [ 183 ]​​ [ 184 ]

アドレス可能性

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自動IDセンターの元々のアイデアは、RFIDタグと電子製品コードによる個別の識別に基づいています。これは、 IPアドレスまたはURIを持つオブジェクトへと進化しました。[ 185 ]セマンティックWebの世界からの別の視点[ 186 ]は、代わりに（電子的なもの、スマートなもの、RFID対応のものだけでなく）すべてのものをURIなどの既存の命名プロトコルでアドレス指定可能にすることに焦点を当てています。オブジェクト自体は会話しませんが、人間の所有者に代わって動作する強力な中央サーバーなどの他のエージェントによって参照できるようになりました。[ 187 ]インターネットとの統合は、デバイスが個別の識別子としてIPアドレスを使用することを意味します。 IPv4のアドレス空間は限られているため（43億の異なるアドレスを許可）、IoT内のオブジェクトは、必要とされる非常に大きなアドレス空間に拡張するために、次世代のインターネットプロトコル（IPv6）を使用する必要があります。[ 188 ] [ 189 ] [ 190 ] IoTデバイスは、IPv6のステートレスなアドレス自動設定機能[ 191 ]により、ホスト側の設定オーバーヘッドが軽減され、[ 189 ]、IETF 6LoWPANヘッダー圧縮も実現できるため、IoTの将来はIPv6のサポートなしには実現できない可能性が高い。したがって、今後数年間におけるIPv6の世界的な導入は、IoTの将来の成功にとって極めて重要である。[ 190 ]

アプリケーション層

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  • ADRC は、IoT アプリケーションを実装するためのアプリケーション層プロトコルとサポート フレームワークを定義します。

短距離無線

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中距離無線

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  • LTE-Advanced –モバイルネットワーク向けの高速通信規格。LTE規格の拡張により、カバレッジの拡大、スループットの向上、低遅延を実現しています。
  • 5G – 5G無線ネットワークは、IoTの高い通信要件を満たし、移動中でも多数のIoTデバイスを接続するために使用できます。[ 192 ] 5Gには、IoTの特定の要素をサポートするのに役立つと考えられている3つの機能があります。拡張モバイルブロードバンド（eMBB）、大規模マシン型通信（mMTC）、超信頼性低遅延通信（URLLC）です。[ 193 ]
  • LoRa : 都市部では最大 3 マイル (4.8 km)、田舎では最大 10 マイル (16 km) 以上の範囲 (見通し線)。
  • DASH7 : 最大2kmの範囲。

長距離無線

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有線

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レイヤー別の技術比較

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参照: OSIモデルおよびインターネットプロトコルスイート

プロトコルスタックでは、様々な技術がそれぞれ異なる役割を果たします。以下は、IoTアプリケーションにおける一般的な通信技術の役割を簡略化して示したもの です[注 1 ] 。

物理的な リンク/ MAC ネットワーク 輸送 応用
ブルートゥースLE [ 194 ] はい はい はい はい はい
Zウェーブ[ 195 ] いいえ いいえ はい はい はい
ITU-T G.9959 [ 196 ] はい はい いいえ いいえ いいえ
ジグビー[ 197 ] いいえ いいえ はい はい はい
物質[ 198 ] いいえ いいえ いいえ いいえ はい
TCP [ 199 ]とUDP [ 200 ] いいえ いいえ いいえ はい いいえ
スレッド[ 201 ] いいえ いいえ はい いいえ いいえ
IEEE 802.15.4 [ 202 ] はい はい いいえ いいえ いいえ
IPv6 [ 203 ] いいえ いいえ はい いいえ いいえ
イーサネット[ 204 ] はい はい いいえ いいえ いいえ
Wi-Fi [ 205 ] はい はい いいえ いいえ いいえ

標準と標準化団体

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これはIoTの技術標準のリストであり、そのほとんどはオープンスタンダードであり、それらを成功裏に設定することを目指している標準化団体のリストです。[ 206 ] [ 207 ]

短縮名 長い名前 開発中の標準 その他の注意事項
オートIDラボ 自動識別センター ネットワーク化されたRFID（無線周波数識別）と新興のセンシング技術
IP経由の接続ホーム IP経由コネクテッドホームプロジェクト Connected Home over IP（またはProject Connected Home over IP）は、さまざまなスマートホームやモノのインターネット（IoT）製品とソフトウェア間の互換性を特徴とする、オープンソースでロイヤリティフリーのホームオートメーション接続標準プロジェクトです。 Connected Home over IPプロジェクトグループは、 Amazon、Apple、Google、[ 208 ] Comcast、Zigbee Allianceによって2019年12月18日に立ち上げられ、導入されました。 [ 209 ]このプロジェクトは大企業の支援を受けており、実証済みのインターネット設計原則とプロトコルに基づいており、現在断片化されているシステムを統合することを目指しています。[ 210 ]
EPCグローバル 電子製品コード技術 EPC（電子製品コード）技術の採用基準
FDA 米国食品医薬品局 医療機器の個別識別子のためのUDI (Unique Device Identification) システム
GS1 グローバルスタンダードワン 消費財（消費者向けパッケージ商品）、医療用品、その他の UID（「ユニーク」識別子）およびRFIDの標準

GS1デジタルリンク規格[ 211 ]は2018年8月に初めてリリースされ、QRコード、GS1データマトリックス、RFID、NFCの使用を可能にし、企業間および消費者間の様々なタイプのインタラクションを可能にしました。

親組織はGS1 USなどの会員組織で構成されています
IEEE 電気電子学会 IEEE 802.15.4、IEEE P1451-99 [ 212 ] (IoTハーモナイゼーション)、IEEE P1931.1 (ROOFコンピューティング)などの基礎となる通信技術規格。
IETF インターネットエンジニアリングタスクフォース TCP/IP（インターネット プロトコル スイート）を構成する標準
MTConnect研究所 — MTConnectは、工作機械および関連産業機器とのデータ交換のための製造業界標準です。IoTのIIoTサブセットにとって重要です。
O-DF オープンデータフォーマット O-DF は、2014 年に The Open Group の Internet of Things 作業グループによって公開された標準であり、あらゆる「モノ」の記述に適用できる汎用情報モデル構造を指定し、O-MI (Open Messaging Interface) と併用することで情報の公開、更新、クエリにも適用できます。
O-MI オープンメッセージングインターフェース O-MI は、2014 年に The Open Group の Internet of Things 作業グループによって公開された標準であり、IoT システムに必要な主要な操作の限定されたセット、特にObserver パターンに基づくさまざまな種類のサブスクリプション メカニズムを指定します。
OCF オープンコネクティビティ財団 CoAP（制約付きアプリケーションプロトコル）を使用するシンプルなデバイスの標準 OCF（Open Connectivity Foundation）がOIC（Open Interconnect Consortium） に取って代わります
OMA オープンモバイルアライアンス IoTデバイス管理のためのOMA DMとOMA LWM2M、およびIoTアプリケーションに安全なフレームワークを提供するGotAPI
XSF XMPP 標準財団 インスタント メッセージングのオープン スタンダードであるXMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol)のプロトコル拡張
W3C ワールドワイドウェブコンソーシアム さまざまな IoT プロトコルとプラットフォーム間の相互運用性を実現するための標準。これには、 Thing Description、Discovery、Scripting API、およびそれらがどのように連携するかを説明する アーキテクチャが含まれます。 W3C の Web of Things 活動のホームページhttps://www.w3.org/WoT/

政治と市民参加

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一部の学者や活動家は、デバイスネットワークがユーザーによる制御と相互運用可能なプラットフォームに開かれていれば、 IoTを活用して新たな市民参加モデルを構築できると主張しています。教授であり作家でもあるフィリップ・N・ハワード氏は、民主主義国家と権威主義体制の両方において、IoTが市民参加にどのように活用されるかが政治に影響を与えると記しています。そのためには、接続されたあらゆるデバイスがセンサーデータの「最終的な受益者」リストを公開でき、市民一人ひとりが受益者リストに新たな組織を追加できる必要があると彼は主張しています。さらに、市民社会団体はデータを活用し、市民と関わるためのIoT戦略の策定を開始する必要があると主張しています。[ 213 ]

政府の規制

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IoTを推進する重要な要素の一つはデータである。デバイスを接続して効率化を図るというアイデアの成功は、データへのアクセスと保存・処理にかかっている。このため、IoTに取り組む企業は複数のソースからデータを収集し、クラウドネットワークに保存してさらに処理する。これにより、プライバシーとセキュリティの危険や、複数システムの単一点脆弱性が生じる可能性が高まっている。[ 214 ]その他の問題は、消費者の選択とデータの所有権[ 215 ]とその使用方法に関係している。プライバシー、セキュリティ、データの所有権に関するこれらの問題に関する規制とガバナンスはまだ初期段階ではあるものの、発展を続けている。[ 216 ] [ 217 ] [ 218 ] IoT規制は国によって異なる。プライバシーとデータ収集に関連する法律の例としては、1974年の米国プライバシー法、1980年のOECDプライバシー保護と個人データの国境を越えた流通に関するガイドライン、1995年のEU指令95/46/ECなどがあげられる。[ 219 ]

現在の規制環境:

連邦取引委員会（FTC）が2015年1月に発表した報告書では、以下の3つの勧告がなされた。[ 220 ]

  • データセキュリティ– IoTの設計段階において、企業はデータの収集、保存、処理が常に安全であることを保証する必要があります。企業は「多層防御」アプローチを採用し、各段階でデータを暗号化する必要があります。[ 221 ]
  • データの同意 – ユーザーは IoT 企業と共有するデータについて選択権を持つ必要があり、データが公開される場合にはユーザーに通知されなければなりません。
  • データの最小化– IoT 企業は必要なデータのみを収集し、収集した情報を限られた期間のみ保持する必要があります。

しかし、FTCは今のところ勧告にとどまっている。FTCの分析によると、FTC法、公正信用報告法、児童オンラインプライバシー保護法からなる既存の枠組みに加え、消費者教育と企業ガイダンスの策定、多様な利害関係者による取り組みへの参加、連邦、州、地方レベルの他の機関へのアドボカシー活動は、消費者の権利を保護するのに十分である。[ 222 ]

2015年3月に上院で可決された決議は、既に議会で審議されています。[ 223 ]この決議は、IoTに関する国家政策の策定、そしてプライバシー、セキュリティ、そして周波数帯の問題の必要性を認識しました。さらに、IoTエコシステムへの推進力となるよう、2016年3月には、上院議員4名からなる超党派グループが、連邦通信委員会（FCC）に対し、 IoTデバイスを接続するための周波数帯の拡大の必要性を評価するよう指示する法案「イノベーションの発展とモノのインターネットの成長（DIGIT）法案」を提出しました。

2018年9月28日に承認されたカリフォルニア州上院法案第327号[ 224 ]は、 2020年1月1日に発効する。この法案は、「接続デバイスの製造業者は、その用語の定義に従って、デバイスの性質と機能に適切であり、デバイスが収集、保持、または送信する可能性のある情報に適切であり、デバイスとそこに含まれる情報を不正アクセス、破壊、使用、変更、または開示から保護するように設計された合理的なセキュリティ機能をデバイスに装備する必要がある」 と規定している。

IoT業界では、自動車に関する複数の規格が実際に策定されています。これは、コネクテッドカーの利用に伴う懸念事項の多くが医療機器にも当てはまるためです。実際、米国道路交通安全局（NHTSA）は、自動車のコンピュータシステムのセキュリティ強化を目的としたサイバーセキュリティガイドラインとベストプラクティスデータベースを作成しています。[ 225 ]

世界銀行の最近の報告書では、政府によるIoT導入における課題と機会について分析している。[ 226 ]これには以下が含まれる。

  • 政府におけるIoTはまだ初期段階 
  • 未発達な政策および規制枠組み 
  • 強力な価値提案にもかかわらず、ビジネスモデルが不明確 
  • 政府と民間部門における制度と能力の明確なギャップ 
  • 一貫性のないデータの評価と管理 
  • インフラが大きな障壁 
  • 政府による支援 
  • 最も成功したパイロットには共通の特徴（官民パートナーシップ、地域性、リーダーシップ）がある

2021年12月初旬、英国政府は製品セキュリティおよび通信インフラ法案（PST）を導入しました。これは、IoTの販売業者、製造業者、輸入業者に対し、一定のサイバーセキュリティ基準を満たすよう法制化する取り組みです。この法案は、消費者向けIoTデバイスのセキュリティ認証の向上も目指しています。[ 227 ]

批判、問題、論争

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プラットフォームの断片化

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IoTは、プラットフォームの断片化、相互運用性の欠如、共通の技術標準の欠如に悩まされています。 [ 228 ] [ 229 ] [ 230 ] [ 231 ] [ 232 ] [ 233 ] [ 234 ] [過剰な引用] IoTデバイスの多様性（ハードウェアのバリエーションとデバイス上で実行されるソフトウェアの違いの両方）により、異なる一貫性のない技術エコシステム間で一貫して動作するアプリケーションの開発が困難になっています。[ 1 ]たとえば、IoTデバイスのワイヤレス接続は、Bluetooth、Wi-Fi、Wi-Fi HaLow、Zigbee、Z-Wave、LoRa、NB-IoT、Cat M1のほか、完全にカスタマイズされた独自の無線を使用して行うことができますが、それぞれに長所と短所があり、独自のサポートエコシステムがあります。[ 235 ]

IoTの不定形なコンピューティングの性質は、コアオペレーティングシステムで見つかったバグに対するパッチが、古くて低価格のデバイスのユーザーに届かないことが多いため、セキュリティ上の問題でもあります。[ 236 ] [ 237 ] [ 238 ]ある研究者グループは、ベンダーが古いデバイスにパッチやアップデートを提供できないため、アクティブなAndroidデバイスの87％以上が脆弱なままになっていると述べています。[ 239 ] [ 240 ]

プライバシー、自律性、そしてコントロール

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教授であり作家でもあるフィリップ・N・ハワード氏は、モノのインターネット（IoT）は、市民のエンパワーメント、政府の透明性の向上、そして情報へのアクセス拡大という計り知れない可能性を秘めていると述べている。しかしながら、ハワード氏はプライバシーへの脅威が甚大であり、社会統制や政治的操作の可能性も大きいと警告している。[ 241 ]

プライバシーに関する懸念から、モノのインターネットやデータマイニングなどのビッグデータ基盤は、本質的にプライバシーと両立しないのではないかという懸念が高まっている。[ 242 ]水、交通、エネルギー分野におけるデジタル化の進展に伴う主要な課題は、プライバシーとサイバーセキュリティに関連しており、研究者や政策立案者による適切な対応が必要である。[ 243 ]

作家のアダム・グリーンフィールド氏は、広告を読むために立ち止まる通行人の人口統計を追跡する隠しカメラ付きの看板の例を挙げ、IoT技術は公共空間への侵入であるだけでなく、規範的な行動を永続させるためにも使用されていると主張している。

モノのインターネット協議会は、モノのインターネット（IoT）によるデジタル監視の普及拡大を、18世紀にジェレミー・ベンサムが提唱したパノプティコンの概念に例えました。 [ 244 ]この主張は、フランスの哲学者ミシェル・フーコーとジル・ドゥルーズの著作によって裏付けられています。フーコーは『監獄の誕生』の中で、パノプティコンは産業革命期に発展した規律社会の中心的要素であったと主張しています。[ 245 ]フーコーはまた、工場や学校に確立された規律制度がベンサムのパノプティシズムのビジョンを反映していると主張しました。[ 245 ]ドゥルーズは1992年の論文『統制社会についての追記』の中で、規律社会は統制社会へと移行し、コンピュータが規律と統制の手段としてパノプティコンに取って代わったものの、パノプティシズムと同様の性質を依然として保持していると記しています。[ 246 ]

オランダのトゥエンテ大学の技術哲学教授、ピーター＝ポール・フェルベークは、テクノロジーはすでに私たちの道徳的意思決定に影響を与えており、それがひいては人間の主体性、プライバシー、そして自律性にも影響を与えていると述べている。フェルベークは、テクノロジーを単なる人間の道具と見なすことに警鐘を鳴らし、むしろ能動的な主体として捉えるべきだと主張している。[ 247 ]

民主主義と技術センターのジャスティン・ブルックマン氏は、IoTが消費者のプライバシーに与える影響について懸念を表明し、「商業の世界には、『ビッグデータなら何でも収集して永久に保存しておけば、後でセキュリティについて考える人にお金を払えばいい』と言う人がいる。問題は、それを制限するための何らかの政策的枠組みが必要かどうかだ」と述べた。[ 248 ]

ティム・オライリーは、企業が消費者にIoTデバイスを販売する方法は間違っていると考えており、IoTとはあらゆる種類のデバイスをオンラインに接続することで効率性を高めることであるという考えに異議を唱え、「IoTは実際には人間の能力を拡張することである。センサーとデータに基づいて意思決定が行われると、その応用は大きく異なる」と主張している。[ 249 ]

WIREDの社説も懸念を表明しており、ある論説では「あなたが失おうとしているのはプライバシーです。実際には、それよりも悪い状況です。単にプライバシーを失うだけでなく、プライバシーの概念そのものが目の前で書き換えられるのを目の当たりにすることになるでしょう」と述べています。[ 250 ]

アメリカ自由人権協会（ACLU）は、IoTが人々の生活に対するコントロールを蝕む可能性について懸念を表明した。ACLUは、「経済的利益を求める企業と、更なる統制を求める政府の手に不釣り合いに蓄積されているこれらの巨大な力がどのように使用されるかを予測することは全く不可能である。ビッグデータとIoTは、私たちにとってますます不透明になっている強力な企業や政府機関に対して、私たちの透明性が高まるにつれて、私たちの生活を制御することをより困難にする可能性が高い」と述べている。[ 251 ]

プライバシーとスマートテクノロジーに関する懸念の高まりを受け、英国政府は2007年、スマートメーター制度の導入にあたり、プライバシー・バイ・デザインの原則に従うことを表明しました。この制度により、従来の電力メーターがスマートメーターに置き換えられ、エネルギー使用量をより正確に追跡・管理できるようになります。[ 252 ]しかし、英国コンピュータ協会は、これらの原則が実際に導入されたかどうか疑問視しています。[ 253 ] 2009年、オランダ議会はプライバシーへの懸念を理由に、同様のスマートメーター制度を否決しました。オランダの制度はその後改訂され、2011年に可決されました。[ 253 ]

データストレージ

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IoTアプリケーションの開発者にとっての課題は、センサーによって収集される膨大な量のデータを整理、処理、解釈することです。この情報を分析するためのソリューションとして、ワイヤレスセンサーネットワークと呼ばれるものが提案されています。 [ 254 ]これらのネットワークは、センサーノード間でデータを共有し、分散システムに送信してセンサーデータを分析します。[ 255 ]

もう一つの課題は、この膨大なデータの保存です。アプリケーションによっては、大量のデータ取得要件が求められ、結果として大量のストレージ要件も必要になる場合があります。2013年には、インターネットが総エネルギー消費量の5%を占めていると推定されており[ 254 ]、IoTデバイスにデータを収集し、さらには保存するための「電力供給」という「困難な課題」は依然として残っています[ 256 ] 。

データサイロは、レガシーシステムの一般的な課題であるものの、IoTデバイスの導入、特に製造業において依然としてよく発生しています。IoTおよびIIoTデバイスから得られるメリットは数多くありますが、自律性、透明性、相互運用性の原則が考慮されない場合、データの保存方法が深刻な課題となる可能性があります。[ 257 ]課題はデバイス自体ではなく、データベースやデータウェアハウスの構築方法に起因します。これらの課題は、デジタルトランスフォーメーションを開始した製造業や企業で共通して認識されており、デジタル基盤の一部となっています。つまり、IoTデバイスから最大限のメリットを享受し、意思決定を行うためには、企業はまずデータ保存方法を再調整する必要があるということです。これらの課題は、ドイツのM&EメーカーにおけるI4.0導入のITおよびアプリケーション環境を調査する際に、Keller (2021)によって特定されました。[ 257 ]

安全

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セキュリティは、モノのインターネット（IoT）技術の導入における最大の懸念事項であり、[ 258 ]深刻なセキュリティ上の課題[ 259 ]や必要となる可能性のある規制の変更を適切に考慮することなく、急速な開発が進められているのではないかという懸念があります。[ 260 ] [ 261 ]モノのインターネット（IoT）の急速な発展により、数十億台のデバイスがネットワークに接続できるようになりました。接続デバイスの数が多すぎることと通信セキュリティ技術の限界により、IoTでは様々なセキュリティ問題が徐々に発生しています。[ 262 ]

技術的なセキュリティ上の懸念のほとんどは、従来のサーバー、ワークステーション、スマートフォンの懸念と同様です。[ 263 ]これらの懸念には、弱い認証の使用、デフォルトの資格情報の変更忘れ、デバイス間で送信される暗号化されていないメッセージ、SQLインジェクション、中間者攻撃、セキュリティアップデートの不適切な処理が含まれます。[ 264 ] [ 265 ]しかし、多くのIoTデバイスは、利用可能な計算能力に深刻な運用上の制限があります。 これらの制約により、ファイアウォールの実装や強力な暗号システムを使用して他のデバイスとの通信を暗号化するなどの基本的なセキュリティ対策を直接使用することができないことがよくあります。 [ 266 ]また、多くのデバイスが低価格で消費者向けであるため、堅牢なセキュリティパッチ適用システムは一般的ではありません。[ 267 ]

従来のセキュリティ脆弱性を狙う攻撃ではなく、IoTデバイスを標的としたフォールトインジェクション攻撃が増加しています。フォールトインジェクション攻撃とは、デバイスへの物理的な攻撃であり、意図的にシステムに障害を発生させ、意図された動作を変更するものです。障害は、環境ノイズや電磁場によって意図せず発生する可能性があります。フォールトインジェクション攻撃を防ぎ、システムを障害発生前の正常な状態に復旧するための、制御フロー整合性（CFI）に基づくアイデアがあります。[ 268 ]

IoTデバイスは新たなデータ領域へのアクセスが可能で、多くの場合、物理的なデバイスを制御できるため、[ 269 ] 2014年時点でも、テレビ、キッチン家電、 [ 270 ]カメラ、サーモスタットなど、多くのインターネット接続機器が「自宅の人々を監視」できる状態にあったと言えるでしょう。 [ 271 ]ブレーキ、エンジン、ロック、ボンネットやトランクの開閉、ホーン、ヒーター、ダッシュボードなど、自動車に搭載されているコンピューター制御デバイスは、車載ネットワークにアクセスできる攻撃者に対して脆弱であることが示されています。場合によっては、車両のコンピューターシステムがインターネットに接続されており、遠隔操作される可能性があります。[ 272 ] 2008年までに、セキュリティ研究者はペースメーカーを権限なく遠隔操作できることを示しました。その後、ハッカーはインスリンポンプ[ 273 ]や植込み型除細動器[ 274 ]の遠隔操作を実証しました。

セキュリティが不十分なインターネットアクセス可能な IoT デバイスは、他のデバイスへの攻撃に悪用される可能性もあります。2016 年には、Miraiマルウェアを実行する IoT デバイスによる分散型サービス拒否攻撃により、DNS プロバイダーと大手ウェブサイトがダウンしました。[ 275 ] Miraiボットネットは、最初の 20 時間以内に約 65,000 台の IoT デバイスを感染させました。[ 276 ]最終的に、感染台数は 20 万台から30万台に増加しました。[ 276 ]ブラジル、コロンビア、ベトナムでの感染が 41.5% を占めました。[ 276 ] Mirai ボットネットは、 DVR、IP カメラ、ルーター、プリンターなどの特定の IoT デバイスを標的にしていました。 [276 ] [ 276 ] 2017年5月、 Cloudflareのコンピュータ科学者であるJunade Ali氏は、 IoTデバイスにはパブリッシュ・サブスクライブパターンの実装が不十分なため、ネイティブDDoSの脆弱性が存在すると指摘しました。[ 277 ] [ 278 ]このような攻撃により、セキュリティ専門家はIoTをインターネットサービスに対する真の脅威と見なすようになりました。[ 279 ]

米国国家情報会議（ NICE）は非機密報告書の中で、「米国の敵、犯罪者、そして悪意ある者によるセンサーや遠隔操作物体のネットワークへのアクセスを阻止することは困難である…集約されたセンサーデータのオープン市場は、犯罪者やスパイが脆弱な標的を特定するのに役立つのと同様に、商業と安全保障の利益にも役立つ可能性がある。したがって、超並列センサー融合は、不当な捜索を禁じる憲法修正第4条と根本的に矛盾することが判明した場合、社会の結束を損なう可能性がある」と主張している。[ 280 ]一般的に、情報機関はモノのインターネットを豊富なデータ源と見なしている。[ 281 ]

2019年1月31日、ワシントン・ポスト紙は、IoTドアベルやカメラで発生し得るセキュリティと倫理上の課題について、次のように記事を掲載した。「先月、Ring社はウクライナのチームに特定のユーザー動画の閲覧と注釈付けを許可していたことが発覚した。同社は、公開されている動画と、同意を得たRingユーザーからの動画のみを閲覧していると述べている。先週には、カリフォルニア州のある家庭のNestカメラがハッカーに乗っ取られ、弱いパスワードを使用していたため、ミサイル攻撃に関する偽の音声警告が放送され、さらには盗聴されたという事件もあった。」[ 282 ]

セキュリティに対する懸念に対しては、さまざまな対応がなされてきました。Internet of Things Security Foundation（IoTSF）は、知識とベストプラクティスを促進することでモノのインターネット（IoT）のセキュリティを確保することを使命として、2015年9月23日に設立されました。設立委員会は、テクノロジープロバイダーと通信会社で構成されています。さらに、大手IT企業は、IoTデバイスのセキュリティを確保するための革新的なソリューションを継続的に開発しています。2017年には、MozillaがProject Thingsを立ち上げ、安全なWeb of Thingsゲートウェイを介してIoTデバイスをルーティングできるようにしました。[ 283 ] KBV Researchの推定によると、[ 284 ] IoTセキュリティ市場全体[ 285 ]は、インフラに関する懸念の高まりとIoTの利用の多様化により、2016年から2022年の間に27.9%の成長率で成長すると予想されています。[ 286 ] [ 287 ]

IoTデバイスとインターネット全体のセキュリティを確保するためには、政府による規制が必要だと主張する人もいます。IoTデバイスのセキュリティを確保するための市場インセンティブが不十分だからです。[ 288 ] [ 260 ] [ 261 ]ほとんどのIoT開発ボードは、その性質上、予測可能で弱い鍵を生成するため、中間者攻撃に容易に利用されてしまうことが判明しました。しかし、SSHの脆弱な実装と弱い鍵の問題を解決するために、多くの研究者によって様々な強化アプローチが提案されています。[ 289 ]

製造業におけるIoTセキュリティは、様々な課題と多様な視点を提示しています。EUとドイツでは、データ保護は製造業とデジタル政策、特にI4.0において常に言及されています。しかし、企業の視点ではデータセキュリティに対する考え方が異なり、製造業のIoTデバイスから収集されるデータには個人情報が含まれていないため、GDPRのようなデータ保護はそれほど重視されていません。[ 257 ]しかし、調査によると、製造業の専門家は「相互接続性への要求がますます高まる中で、国際的な競合他社から機械技術を保護するためのデータセキュリティ」について懸念を抱いていることが示されています。[ 257 ]

安全性

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IoTシステムは、通常、感知したデータ、ユーザー入力、またはその他の外部トリガー（インターネットから）を入力として受け取り、1つ以上のアクチュエータに指示を出してさまざまな形式の自動化を提供するイベント駆動型のスマートアプリによって制御されます。[ 290 ]センサーの例には、煙探知機、モーションセンサー、接触センサーなどがあります。アクチュエータの例には、スマートロック、スマート電源コンセント、ドアコントロールなどがあります。サードパーティの開発者がこれらのセンサーやアクチュエータとワイヤレスで対話するスマートアプリを構築できる一般的な制御プラットフォームには、SamsungのSmartThings [ 291 ] 、 AppleのHomeKit [ 292 ]、AmazonのAlexa [ 293 ]などがあります。

IoTシステムに特有の問題として、バグのあるアプリ、予期せぬアプリの相互作用、デバイス/通信障害などが、安全でない危険な物理状態を引き起こす可能性があることが挙げられます。例えば、「誰も家にいないのに玄関のドアをロック解除する」や「気温が0度以下で人が寝ているのにヒーターをオフにする」といった状況です。[ 290 ]このような状態につながる欠陥を検出するには、インストールされているアプリ、コンポーネントデバイス、それらの構成、そしてさらに重要な点として、それらの相互作用を包括的に把握する必要があります。最近、カリフォルニア大学リバーサイド校の研究者たちは、モデル検査を構成要素として用い、システムを安全でない状態に導く可能性のあるイベントを特定することで「相互作用レベル」の欠陥を明らかにする、実用的で革新的なシステムであるIotSanを提案しました。[ 290 ]彼らはSamsung SmartThingsプラットフォーム上でIotSanを評価しました。手動で構成された76のシステムから、IotSanは147件の脆弱性（安全な物理状態/プロパティの違反）を検出しました。

デザイン

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モノのインターネット（IoT）の設計と管理が進化し続けるという認識が広く浸透していることから、IoTソリューションの持続可能かつ安全な導入は、「アナーキーなスケーラビリティ」を考慮した設計が不可欠です。[ 294 ]アナーキーなスケーラビリティの概念は、不確実な管理の将来を考慮して設計されている物理システム（すなわち、制御された現実世界のオブジェクト）にも適用できます。このハード・アナーキーなスケーラビリティは、物理的な障害のリスクを負うことなく、あらゆる管理体制に対応できるよう物理システムを選択的に制約することで、IoTソリューションの可能性を最大限に引き出すための道筋を提供します。[ 294 ]

ブラウン大学のコンピュータ科学者マイケル・リットマン氏は、モノのインターネット（IoT）を成功させるには、技術そのものだけでなく、インターフェースの使いやすさも考慮する必要があると主張している。これらのインターフェースは、よりユーザーフレンドリーであるだけでなく、より統合されている必要がある。「掃除機、鍵、スプリンクラー、照明、コーヒーメーカーなど、それぞれに異なるインターフェースを習得しなければならないのであれば、生活が楽になったとは言い難いでしょう。」[ 295 ]

環境持続可能性への影響

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IoT（モノのインターネット）技術に関する懸念は、半導体を多用するデバイスの製造、使用、そして最終的な廃棄に伴う環境への影響です。[ 296 ]現代の電子機器は、様々な重金属や希土類金属、そして毒性の高い合成化学物質で満ち溢れています。そのため、適切なリサイクルは極めて困難です。電子部品は多くの場合、焼却処分されるか、通常の埋め立て処分場に捨てられています。さらに、現代の電子部品に不可欠な希土類金属の採掘にかかる人的および環境的コストは増加し続けています。これは、IoTデバイスの寿命全体にわたる環境への影響に関する社会的な問題を引き起こしています。[ 297 ]

デバイスの意図的な陳腐化

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電子フロンティア財団（EFF）は、企業がコネクテッドデバイスのサポートに必要な技術を利用して、遠隔ソフトウェアアップデートやデバイスの操作に必要なサービスの無効化によって、顧客のデバイスを意図的に無効化、つまり「文鎮化」させる可能性があると懸念を表明している。ある例では、 「生涯サブスクリプション」を約束して販売されていたホームオートメーションデバイスが、 Nest LabsがRevolvを買収し、Revolvデバイスの運用に使用されていた中央サーバーをシャットダウンした後に使用不能になった。[ 298 ] NestはAlphabet（Googleの親会社）傘下の企業であるため、EFFは、これは「自動運転車、医療機器、その他人の生活や身体の安全に不可欠となる可能性のあるハイエンド機器の販売を目指す企業にとって、恐ろしい前例となる」と主張している。[ 299 ]

所有者は、デバイスを別のサーバーに接続したり、ソフトウェアの改良に協力したりする自由を持つべきです。しかし、そのような行為は、米国DMCA第1201条に違反します。同条は「ローカル使用」のみを例外としています。そのため、自分の機器を使い続けたいと考えている改造業者は、法的にグレーゾーンに追いやられています。EFFは、購入者はメーカーの意向を自分の意向よりも優先する電子機器やソフトウェアを拒否すべきだと考えています。[ 299 ]

販売後の操作の例としては、 Google Nest Revolv、Androidのプライバシー設定の無効化、ソニーによるPlayStation 3のLinuxの無効化、Wii UのEULAの強制などが挙げられる。[ 299 ]

紛らわしい用語

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ビジネステクノロジー誌「 Information Age」のケビン・ロナーガン氏は、IoTを取り巻く用語を「用語の動物園」と呼んでいる。[ 300 ]明確な用語の欠如は「実用的観点から役に立たない」だけでなく、「エンドユーザーにとって混乱の原因」にもなる。[ 300 ] IoT分野で事業を展開する企業は、センサー技術、ネットワーク、組み込みシステム、分析など、あらゆる分野に取り組んでいる可能性がある。[ 300 ]ロナーガンによれば、IoTという用語は、今日私たちが知っているスマートフォン、タブレット、その他のデバイスが存在する前に造られたもので、さまざまな程度の重複と技術的収束を伴う用語が多数存在します。モノのインターネット、あらゆるもののインターネット（IoE）、商品のインターネット（サプライチェーン）、産業用インターネット、パーベイシブコンピューティング、パーベイシブセンシング、ユビキタスコンピューティング、サイバーフィジカルシステム（CPS）、無線センサーネットワーク（WSN）、スマートオブジェクト、デジタルツイン、サイバーオブジェクトまたはアバター、[ 155 ]協調オブジェクト、マシンツーマシン（M2M）、アンビエントインテリジェンス（AmI）、運用技術（OT）、情報技術（IT）などです。[ 300 ] IoTの産業分野であるIIoTに関して、インダストリアル・インターネット・コンソーシアムの語彙タスクグループは、インダストリアル・インターネット・コンソーシアムが発行する出版物全体で「用語の一貫性」 [ 301 ] [ 302 ]を確保するために、「共通かつ再利用可能な用語語彙」[ 301 ]を作成しました。IoT Oneは、新しい用語が公開されたときに通知される新用語アラート[ 303 ]を含むIoT用語データベースを作成しました。2020年3月現在、このデータベースは807のIoT関連用語を集約しており、資料の「透明性と包括性」を保っています。[ 304 ] [ 305 ][update]

導入障壁

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GEデジタルのCEOウィリアム・ルー氏が、第1回IEEEコンピュータ協会TechIgniteカンファレンスで、IoTサービス市場への足掛かりを得るためのGEの取り組みについて語る。

相互運用性の欠如と不明確な価値提案

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IoTの可能性に対する共通の信念があるにもかかわらず、業界リーダーと消費者はIoT技術の普及において障壁に直面しています。マイク・ファーリー氏はフォーブス誌で、IoTソリューションはアーリーアダプターには魅力的であるものの、相互運用性やエンドユーザーにとって明確なユースケースが欠けていると主張しました。[ 306 ]エリクソンがデンマーク企業におけるIoT導入に関する調査では、多くの企業が「IoTの価値が自社にとってどこにあるのかを正確に特定できない」ことが示唆されています。[ 307 ]

プライバシーとセキュリティに関する懸念

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IoT、特にコンシューマーIoTにおいては、ユーザーの日常生活に関する情報が収集され、ユーザーの周囲の「モノ」が連携して、個人の嗜好を満たすより良いサービスを提供することが期待されています。[ 308 ]サービス、デバイス、ネットワークの多様な統合により、収集されたユーザーに関する詳細な情報がネットワーク内の複数のホップを通過すると、IoTネットワーク内に存在するノードに侵入され、デバイスに保存された情報がプライバシー侵害の危険にさらされます。[ 309 ]

例えば、2016年10月21日には、ドメインネームシステムプロバイダーのDynが運営するシステムが複数の分散型サービス拒否（DDoS）攻撃を受け、 GitHub、Twitterなどの複数のウェブサイトがアクセス不能になりました。この攻撃は、IPカメラ、ゲートウェイ、さらにはベビーモニターを含む多数のIoTデバイスで構成されるボットネットを通じて実行されました。[ 310 ]

基本的に、IoTシステムに必要なセキュリティ目標は4つあります。(1)データの機密性：権限のない者が送信および保存されたデータにアクセスできないこと。(2)データの完全性：送信および保存されたデータの意図的または意図しない破損が検出されること。(3)否認不可：送信者は特定のメッセージを送信したことを否定できないこと。(4)データの可用性：送信および保存されたデータは、サービス拒否（DOS）攻撃を受けた場合でも、権限のある者が利用できる必要があります。[ 311 ]

情報プライバシー規制では、組織に対し「合理的なセキュリティ」の実践も義務付けられています。カリフォルニア州のSB-327「情報プライバシー：コネクテッドデバイス」は、「コネクテッドデバイスの製造業者に対し、当該用語の定義に従い、当該デバイスの性質と機能、収集、保持、または送信する情報に適切であり、かつ、指定されている不正アクセス、破壊、使用、改ざん、または開示からデバイスおよびそこに含まれる情報を保護するように設計された、合理的なセキュリティ機能を当該デバイスに搭載することを義務付けます」[ 312 ] 。各組織の環境はそれぞれ異なるため、「合理的なセキュリティ」とは何か、そして企業にとってどのような潜在的なリスクが伴うのかを示すことは困難です。オレゴン州のHB2395もまた、「[コネクテッドデバイスを製造、販売、または販売を申し出る者]に対し、コネクテッドデバイスおよびコネクテッドデバイスが[収集、保持、保存、または送信]する情報を、消費者が許可していないアクセス、破壊、改ざん、使用、または開示から保護する合理的なセキュリティ機能をコネクテッドデバイスに搭載することを義務付けます」 [ 313 ]。

ウイルス対策プロバイダーのカスペルスキーによると、2020年にはIoTデバイスのデータ侵害が6億3900万件発生し、2021年の最初の6か月間で15億件の侵害が発生した。[ 227 ]

安全性の問題という障壁を克服する方法の一つは、デバイスの標準規格と認証の導入です。2024年には、米国で2つの自主的かつ非競合的なプログラムが提案され、開始されました。連邦通信委員会（FCC）による米国サイバートラストマークと、 Connectivity Standards Alliance（CSA）によるIoTデバイスセキュリティ仕様です。これらのプログラムは国際的な専門知識を取り入れており、CSAマークはシンガポールサイバーセキュリティ庁によって認定されています。コンプライアンスに準拠することで、IoTデバイスはハッキング、制御の乗っ取り、機密データの盗難に抵抗できるようになります。

伝統的な統治構造

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中国杭州のIoTの街

エリクソンがデンマーク企業におけるIoT導入に関する調査で、「IoTは依然として不確実性と先行事例の欠如を抱えているため、 IoTと企業の伝統的なガバナンス構造との衝突が生じている」ことが明らかになった。 [ 307 ]インタビューを受けた回答者の60%が「IoTの機会を捉えるための組織的能力が不足しており、4人中3人が必要なプロセスが不足していると考えている」と回答した。[ 307 ]このことから、組織設計プロセスを促進し、新たなイノベーション管理手法を検証するために、組織文化を理解する必要性が高まっている。デジタル変革時代におけるデジタルリーダーシップの欠如は、イノベーションとIoT導入を阻害し、多くの企業が不確実性に直面して「市場の動向が明らかになるのを待っている」[ 307 ]か、IoTに関する更なる対応は「競合他社の動き、顧客の引き込み、あるいは規制要件を待っている」という状況に陥っている。[ 307 ]これらの企業の中には、「コダック化」される危険にさらされている企業もある。「コダックは、デジタル技術の混乱がフィルム写真をデジタル写真に置き換えるまでは、市場リーダーだった」が、「業界に影響を与える破壊的な力を見抜くことができず」 [ 314 ]、「破壊的な変化がもたらす新しいビジネスモデルを真に受け入れることができなかった」のだ。[ 314 ]スコット・アンソニーはハーバード・ビジネス・レビュー誌で、コダックは「デジタルカメラを開発し、その技術に投資し、写真がオンラインで共有されることさえ理解していた」[ 314 ]が、最終的には「オンラインでの写真共有は、印刷事業を拡大する手段ではなく、新しいビジネスである」ことに気づかなかったと述べている。[ 314 ]

事業計画とプロジェクト管理

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2018年の調査によると、IoT導入の70～75%はパイロットまたはプロトタイプ段階で停滞しており、事業計画の欠如もあって規模を拡大することができなかった。[ 315 ] [ページが必要] [ 316 ]

世界中の科学者、エンジニア、そしてマネージャーがIoT製品のメリットを創造し、活用するために絶えず取り組んでいるにもかかわらず、そのようなプロジェクトのガバナンス、管理、そして実装にはいくつかの欠陥が存在します。情報技術やその他の基盤技術の分野では目覚ましい進歩が見られるものの、IoTは依然として複雑な分野であり、IoTプロジェクトの管理方法という問題への対処は依然として必要です。IoTプロジェクトは、単純で従来型のIT、製造、あるいは建設プロジェクトとは異なる方法で運営する必要があります。IoTプロジェクトは、プロジェクトのタイムラインが長く、熟練したリソースが不足し、セキュリティや法的問題も数多く存在するため、新しく特別に設計されたプロジェクトプロセスが必要です。以下の管理手法は、IoTプロジェクトの成功率を向上させるはずです。[ 317 ]

  • 独立した研究開発段階 
  • 実際のプロジェクトが始まる前の概念実証/プロトタイプ 
  • 学際的な技術的知識を持つプロジェクトマネージャー 
  • 普遍的に定義されたビジネス用語と技術用語

参照

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注記

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  1. ^ 実際の標準では、ここで示されているものとは異なる用語が使用された場合や、異なるレイヤー境界が定義されている場合があります。

参考文献

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参考文献

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