IoTの5つの核心課題：5Cへのディープダイブ — パート1

Keysight Technologies, Inc.インダストリーセグメントマネージャー、Sook Hua Wong氏による寄稿

IoT採用は前例のないペースで加速しています。IoT Analyticsは、世界の接続デバイス数が2019年に95億台を超え、初期予測より14%増加すると予測しています。これは消費者ガジェットの爆発的増加、広範なセルラーIoT/M2Mリンク、政府支援施策による中国の急増によって牽引されています。

この勢いは続き、2025年までに280億台の接続デバイスが予測されています。今日のウェアラブルとスマートアパレルは始まりに過ぎず、地球上の一人あたり平均26個のスマートオブジェクトを所有し、新車の75%がインターネット接続ハードウェアを搭載して出荷される見込みです。医療セクターだけで2025年までに1,350億ドル（約1,190億ユーロ）以上のIoT収益を生むと期待されています。

スマートホームやウェアラブルなどの消費者アプリケーションが初期成長を牽引する一方で、次の波は公共安全、緊急対応、産業オートメーション、自律走行車、医療用IoT（IoMT）といったミッションクリティカルな導入です。これらのユースケースは、IoTの低コスト、長寿命バッテリー、広範なインフラを活用し、複雑なシステムにおけるリアルタイム監視と制御を可能にします。

しかし、IoTデバイスがクリティカルな運用に不可欠になるにつれ、実世界で堅牢性、信頼性、レジリエンスを備えた設計が求められます。

大きな可能性、より大きな課題

IoTは消費者に莫大な価値を提供し、新たな商業機会を切り開きますが、成功は安定した信頼できるハードウェアとインフラにかかっています。

緊急対応システム：遠隔地のガス管を監視する無線センサーが停電後に故障したと想像してください。タイムリーなデータなしでは、配管破裂で人命が危険にさらされます。

デジタルヘルス：遠隔患者モニタリングデバイスは、満員スタジアムや地下深い倉庫のような、信号減衰と干渉が著しい厳しい環境でも完璧に動作しなければなりません。

スマートメーター：遠隔地に数千台展開される微小メーターが正確なユーティリティデータを送信しなければなりません。単一の障害が請求エラー、収益損失、ユーティリティの評判毀損を招きます。

コネクテッドカー：利便性と新サービスを提供する一方、無線システムのセキュリティギャップがハッカーに車両の位置特定やハイジャックを許す可能性があります。

図1：インターネットや他デバイスと通信するインタラクティブダッシュボードを備えたコネクテッドカー。

ミッションクリティカルシステムに取り組むエンジニアとデザイナーは、初期コンセプトから最終生産まで、慎重な設計、テスト、トレードオフを必要とする激しい技術的課題に直面します。

IoTの5Cを通じた技術的課題への対処

IoTデバイスとシステムがライフサイクル全体で直面する多様な技術的ハードルに取り組むには、包括的な戦略が不可欠です。図2に示すように、主要な設計考慮事項はIoTの5Cと一致します。

Connectivity（接続性）	デバイス、クラウド、より広い世界間のシームレスなデータフローを保証。
Continuity（継続性）	デバイスが役割を確実に果たせるよう、電池寿命を延長保証。
Compliance（コンプライアンス）	グローバル規制と標準への準拠を義務付け。
Coexistence（共存）	高密度IoT環境でのデバイス間の調和ある動作を促進。
Cybersecurity（サイバーセキュリティ）	データをサイバー脅威と不正アクセスから保護。

図2：IoTの5Cに関する主要設計考慮事項。

1. Connectivity（接続性）

接続性は、デバイス、インフラ、クラウド、アプリケーション間の途切れない情報交換を可能にすることに焦点を当てます。エンジニアはここで最も複雑な課題に直面することが多く、無線システムは高度に洗練されており、高密度導入が運用上の複雑さを加えるためです。

ミッションクリティカルなIoTデバイスは、過酷な環境で完璧に動作しなければなりません。急速に進化する無線標準が課題を複合させ、シームレスなエコシステム統合を維持するために継続的な適応を要求します。

効果的なソリューションは、柔軟で設定可能、アップグレード可能な設計とテストツールを要求し、複数の無線フォーマット、実世界のパフォーマンス評価、チップセット固有のドライバーなしのOver-the-Airテストをサポートします。理想的には、これらのツールはシンプルでコスト効率が良く、R&Dから製造まで全フェーズで使用可能で、開発フェーズ間の測定相関問題を最小化すべきです。

IoTデバイス需要の急増が予測される中、メーカーは品質を維持しながら増大するボリュームを処理できる、拡張性、信頼性、経済性に優れたテストシステムを必要としています。

著者：Sook Hua Wong、Keysight Technologies, Inc. 汎用電子測定ソリューション担当インダストリーセグメントマネージャー。

著者について

Sook Hua氏はマレーシア・ペナン拠点のKeysight Technologiesインダストリーセグメントマネージャー。汎用電子セグメントにおけるKeysightのIoTソリューションポートフォリオの戦略的計画とマーケティングを主導し、成長とイノベーションを牽引しています。

以前はRF/マイクロ波パワーメーターとセンサーの製品プランナーを務めました。マレーシア工科大学で電気工学学士（1999年）、マレーシア科学大学で電子システム設計工学修士（2003年）を取得。Keysightでの20年間、うち15年間を汎用電子測定ソリューション（GEMS）チームで過ごし、製造、製品開発、セールスサポート、マーケティングに貢献しています。

パート2は明日続きます…