IoTゲートウェイは「ただの中継役」ではない？データを守り、考える仕組みとは

おさらい：IoTゲートウェイは「現場とクラウドの通訳者」

（図1：IoTゲートウェイの全体像）

IoTゲートウェイとは、工場やお店にある「センサー」や「機械」などのIoT機器と、データの送り先である「クラウド」との間に立ち、情報のやり取りを仲介する機器のことでした。

たとえるなら、海外旅行に同行してくれる通訳ガイドのような存在です。現地の言葉が分からなくても、通訳ガイドがいれば宿の予約も買い物も困りません。IoT機器とクラウドも、実はそれぞれ「話す言葉（通信の方式）」が違うことが多く、そのままでは会話（データのやり取り）が成立しないのです。IoTゲートウェイは、その間に立って”翻訳”をしてくれる存在というわけです。

詳しくは前回記事「IoTゲートウェイとは？業務効率を変える注目のIT」もあわせてご覧ください。

▼IoTゲートウェイとは？業務効率を変える注目のIT

 

ゲートウェイの中では「機器をまとめる仕分け」が行われている

では、通訳をすることだけがIoTゲートウェイの仕事なのでしょうか。実はそれだけではありません。IoTゲートウェイのもうひとつの大事な役割は、現場にある「たくさんの機器」を、クラウドから見て「ひとつの窓口」としてまとめてしまうことです。

たとえば、宅配便の仕分けセンターを思い浮かべてみてください。全国のいろいろな会社から届く、大きさも形もバラバラな荷物を一箇所に集め、行き先ごとに仕分けし直してから、まとめてトラックに積み込みます。IoTゲートウェイも同じように、

・メーカーや機種によってバラバラな通信方式・データの形式を、クラウドが理解できるひとつの形にそろえる

・何十台、何百台という機器を、ひとつの回線・ひとつの管理画面でまとめて扱えるようにする

・逆にクラウド側から「この機器の設定を変えて」、「この機械を止めて」といった指令を、正しい相手に届ける

といった”仕分け”をおこなっています。この仕組みのおかげで、現場の担当者は機器を１台ずつ個別に管理する手間から解放され、遠く離れた場所からでもまとめて機器の状態を確認したり、操作したりできるようになるのです。

さらに、通信が一時的に途切れてしまった場合には、データをゲートウェイ内に一旦蓄えておき、通信が回復したタイミングで送り直す機能を持つものもあります。現場では停電やネットワーク障害がつきものですが、こうした機能のおかげで、大切なデータが失われる心配を減らすことができます。

 

ゲートウェイは現場で"下ごしらえ"もしている ―エッジコンピューティングという工夫

（図2：データの「下ごしらえ」で変わるデータの量）

IoTゲートウェイには、もうひとつ大切な工夫があります。それが、集めたデータをそのままクラウドに送るのではなく、現場で先に加工してから送る仕組みです。これは「エッジコンピューティング」と呼ばれる考え方にもとづくもので、IoTゲートウェイに搭載されていることが多い機能です。

詳しくは前回ご紹介した「エッジコンピューティングとは」の記事もあわせてご覧ください。

▼IoT における課題を解決するエッジコンピューティングとは？

たとえるなら、料理の下ごしらえです。畑で採れた野菜をそのまま丸ごと厨房に送るのではなく、産地であらかじめ皮をむいたり、必要な分だけ切りそろえたりしてから送れば、届いた後の調理がぐっと楽になりますよね。IoTゲートウェイも同じように、センサーなどから集まった大量のデータのうち、

・意味のない重複データを取り除く

・細かすぎるデータを間引いて、必要な単位にまとめる

・機器ごとにバラバラな単位（℃なのか℉なのかなど）をそろえる

といった”下ごしらえ”をおこなってから、クラウドへ送り出しています。

この一手間のおかげで、通信費を抑えながら、クラウド側のサーバーにかかる負荷を減らすことができます。すべての生データを未加工のまま送り続けていては、通信コストもサーバーの処理能力も、あっという間にパンクしてしまうのです。

 

世界のIoT機器は420億台超え だからこそ「ゲートウェイの守り」が欠かせない

ここまでは、IoTゲートウェイの「効率化」の役割についてお話ししてきました。しかし、いま特に注目しておきたいのが「安全を守る」役割です。

調査会社の報告によると、世界で使われているIoT機器の数は、2024年時点ですでに420億台を超えていると言われています。今後もこの数は増えていく見込みです。

▼IoT機器を狙うサイバー攻撃の脅威（NTTデータ先端技術）

一方で、IoT機器を狙ったサイバー攻撃も後を絶ちません。実際にある小売業では、冷凍設備に取り付けられたIoTセンサーが不正にハッキングされ、温度管理システムを操作されてしまったことで、大量の食品を廃棄せざるを得なくなるという事故が起きています。工場でも、マルウェアの侵入によって生産ラインが止まってしまうといったトラブルが報告されています。

なぜIoT機器はこうした攻撃の標的になりやすいのでしょうか。大きな理由のひとつが、「初期設定のままの簡単なパスワードを使い続けている」「使っていない機能が動いたままになっている」といった、基本的な対策の甘さです。多数の機器を一台一台きちんと管理するのは、思っている以上に手間がかかります。

そこでIoTゲートウェイには、いわば「関所」のような役割も求められています。クラウドと通信する前に、通信相手が本当に正しい機器・正しいサーバーであるかどうかを、電子的な身分証明書（証明書）を使って確認する仕組みです。空港の入国審査でパスポートを提示するように、機器同士も「証明書」を見せ合うことで、なりすましや盗聴を防いでいるのです。IoTゲートウェイを導入する際は、こうしたセキュリティ機能がしっかり備わっているかどうかも、あわせて確認しておきたいポイントです。

詳しくは、総務省・経済産業省が公開している「IoTセキュリティガイドライン」や情報処理推進機構（IPA）が公開している「IoT開発におけるセキュリティ設計の手引き」もあわせてご参照ください。

 

"下ごしらえ"から"味見・判断"へ ― エッジAIという進化

（図3：エッジAIは映像を「見て」、その場で「判断」する）

前の章でご紹介したエッジコンピューティングは、いま新しい進化を遂げつつあります。野菜の下ごしらえだけでなく、現場に小さな”シェフ”を置いて、その場で味見をして判断まで済ませてしまう。IoTゲートウェイの世界では、そんな進化が起きています。

これまでのエッジコンピューティングは、データを整理してから送る「下ごしらえ」が中心でした。しかし最近では、IoTゲートウェイ自体にAIの機能を組み込み、現場でその場ですぐに判断してしまう「エッジAI」と呼ばれる技術の活用が広がっています。

たとえば、工場に設置されたカメラの映像をゲートウェイ内でその場で解析し、異常が起きた瞬間に検知して知らせたり、防犯カメラの映像から人の顔などを検出したりといったことが、クラウドに送る前の段階で完結できるようになってきています。これにより、判断のスピードが上がるだけでなく、個人が映った映像などをそのままクラウドに送らずに済むため、プライバシーの保護にもつながります。

このように、IoTゲートウェイは単なる「中継役」から、「現場で考え、まとめ、届ける」多機能な存在へと進化を続けています。

 

まとめ：仕組みを知ることが、最適なIoTゲートウェイ選びの第一歩

ここまで、IoTゲートウェイの中で実際に行われている「まとめる」「下ごしらえする」「守る」「考える」という４つの働きについて見てきました。

・多数の機器をひとつにまとめ、通信方式の違いを気にせず一括管理できるようにする

・現場でデータを”下ごしらえ”し、通信コストとサーバー負荷を減らす（エッジコンピューティング）

・証明書などによって、不正アクセスから機器とデータを守る

・エッジAIの力で、現場でスピーディーかつプライバシーに配慮した判断をおこなう

こうした仕組みを理解しておくことで、自社にとって本当に必要な機能は何かが見えやすくなり、製品選びの失敗も防ぎやすくなります。

トラース・オン・プロダクトでは、こうしたIoTゲートウェイの技術を土台に、機器の選定・設計から導入・運用まで一気通貫でサポートするIoTソリューションをご提供しています。

たとえば工場・オフィス・店舗向けには、照明・空調をAIが自動で最適制御し省エネを実現する「AIrux8」を展開しており、実際の導入では照明で約33％、空調で約41％の電力削減効果も確認されています。

さらに現在は、ホテル・宿泊施設向けのIoTサービスとして、客室のセンサーで在室・不在状況を検知して空調と連携させ、清掃業務の効率化と省エネルギー化を同時に実現する、次世代の客室管理ソリューションの開発も進めています。人手不足や光熱費の高騰に悩むホテル・宿泊施設からのご相談が増えていることを受け、当社ではこうしたIoTゲートウェイ・AIの技術を活かした”省人化・省エネ化”に力を入れています。

IoTゲートウェイの導入を検討されている方、自社の設備や店舗にどう活用できるか具体的に相談したい方は、ぜひお気軽にお問い合わせください。