モノのインターネット（IoT）ソリューションの開発は、現在では非常に複雑になっている可能性があります。明らかに、セキュリティー、レジリエンス、インテリジェンスを確保するため、コネクテッド技術への期待は高まり続けています。
こうした期待の高まりを受け、IoTの専門家は、自らが開発するソリューションへの期待に応えるため、常にスキルの向上を求めています。同時に、企業は競争力を維持するため、自社の業界における空白を埋めるべくIoT開発に投資しています。
要するに、IoT開発は現在、成長著しい非常に重要なIT分野です。
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IoT開発とは？
IoT開発とは、IoTソリューションの作成、設計、導入、サポートに関わる一連の活動、プロセス、ツール、テクノロジーを指します。IoTソリューションのソフトウェアとハードウェアの側面を構築・維持するために必要な設定やコーディング作業の実装も含まれます。
IoT開発の範囲は広大で、セキュリティー、クラウドプログラミング、ハードウェアデバイスのプログラミング、ネットワーク、システムエンジニアリングなど、多岐にわたります。つまり、IoT開発は非常に協業的な取り組みであり、IoT開発に携わるさまざまな専門家や他のステークホルダーと連携しながら、IoTソリューションを適切に実装・維持する必要があります。
IoTソリューションには、高品質、堅牢性、拡張性、使いやすさ、セキュリティーが求められます。しかし、IoT開発にはいくつかの課題があります。
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IoT開発の課題
セキュリティーとプライバシー
IoTは、サイバー脅威が攻撃を試みるための広い攻撃対象領域を提供します。IoTネットワーク内にある数千台のデバイスのうち、1台が侵害されるだけで、システム全体が危険にさらされる可能性があります。
サイバー攻撃の発生件数が増え続けるなか、IoTセキュリティーが極めて重大な問題であることが浮き彫りになっています。IoTプラットフォームの堅牢なセキュリティーの欠如、保護されていないインターフェース、相互接続されたデバイス間での情報の暗号化されていない送信が、IoTネットワークを引き続き危険にさらしています。
オペレーティングシステムに関する考慮事項
IoT開発チームは、連携させるデバイスを評価したうえで、それらに適したオペレーティングシステム（OS）を選択する必要があります。しかし、こうしたデバイスは、デスクトップなどのコンピューティングシステムと比べて、電力やメモリーの面でより制約があります。IoTソリューションの有効性を損なわずに、このような制約の下でOSを選択することは課題となり得ます。
デバイス間の相互作用
IoTシステムは、相互に関連する機器間でデバイスがデータを送信できることを特徴とします。こうしたネットワークの複雑化とその影響により、デバイス間に存在する多数の相互作用レベルを定義し、さらに相互運用性を高める作業は、より複雑になっています。
法的課題
モノのインターネットとテクノロジー全体が持つ可能性は、テクノロジーへの依存や、機密情報をテクノロジーに託すことへの信頼によって覆い隠される可能性があります。IoTを悩ませる脅威には、データ漏えい、データや個人情報の窃取、中間者攻撃、ソーシャルエンジニアリングなどがあります。
現在、リスクにさらされているデータには法規制が関係しており、規制違反があった場合、IoTシステムの開発者や導入組織に厳しい影響を及ぼす可能性があります。さらに、IoTの一部の導入は、倫理面や道徳面の懸念によって影が薄くなる可能性もあります。
品質保証
IoT導入の柔軟性により、テスト、ユーザビリティー、互換性の範囲は従来のITシステムよりはるかに広くなります。さらに、IoTインスリンポンプなど一部のIoTユースケースでは、わずかなエラーが致命的になり得るため、エラーが許されません。常に変化する環境でIoTソリューションが高品質なサービスを維持できるようにすることは、開発チームにとって継続的な課題です。
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IoT開発のトレンド
IoT開発チームは、効果的なIoTソリューションをより有効に活用するため、最新のIoT技術トレンドをどう生かすかも理解する必要があります。
クラウドネイティブアプリケーションの台頭
少なくとも近い将来、企業にとってクラウドの採用と移行が引き続き優先事項であることから、クラウドで効率性を高め、機能を拡張する新たな方法を見いだす必要性は高まるでしょう。
プラットフォーム、ソフトウェア、インフラの各レベルでクラウドを標準にすることで、IoT開発チームはクラウドのパフォーマンスと規模に合わせたアプリケーションを作成・最適化できるようになります。こうしたソリューションは、組織の市場投入までの時間を短縮し、信頼性を高める一方で、インフラのコストと複雑さを抑えています。
ヘルスケアにおけるIoT
ヘルスケア分野のIoTは、ここ数年で最も活発なIoT開発分野の1つとなっています。COVID-19のパンデミックを受け、人の介入を大幅に減らしながら、よりスマートな患者ケアを提供するヘルスケア技術が増加しました。
ヘルスケアにおけるIoTの範囲には、遠隔医療やリモートヘルスケア、トラッカーやフィットネスバンドによる生活習慣のモニタリング、心拍数モニターなどの専門医療機器などが含まれます。
こうしたユースケースは、パンデミック後を見据えた取り組みにますます重点を置いています。医療従事者がより多くの患者を診察、診断、治療できるようにするとともに、アクセスの難しさや遠隔地であることから医療施設や専門家への物理的なアクセスが困難な地域にも医療サービスを届けるためです。
エッジにおける人工知能（AI）のさらなる活用
長い間、関連データを選別する前にクラウドへデータを送信する必要があることが、IoT導入のボトルネックとなっていました。しかし、エッジにおけるAIやTinyML（Tiny Machine Learning）の活用拡大により、この状況は変わりつつあります。TinyMLのスクリプトは、価値のあるデータを自動的に識別するようトレーニングされ、クラウド側の分析への運用上の依存を軽減します。
TinyMLにより、組織やIoT開発チームは、専用のAIチップを使わずに、IoT向けのより効率的なAI機能を導入できるようになります。AIアルゴリズムも、数年前と比べて必要な計算能力が大幅に減少し、より効率的になっています。これにより、IoT向けAIプログラミングの民主化が進み、AIを扱う開発者の数も増加しています。
さらに、AIとIoTアプリケーションの統合は、デジタルトランスフォーメーションを強力に推進する要因となっています。COVID-19のパンデミックも、物理的な制約が大きい時期にコネクテッド技術を最大限に活用するため、こうしたソリューションの導入を加速させました。自動車、医療、産業などの分野では、AIとIoTの導入が成長分野となるなか、両者の相乗効果を最大限に生かしています。
オープンソースIoT
開発者が課題や落とし穴を乗り越えられれば、オープンソースIoTには大きな可能性があります。そのプロトコル、ソフトウェア、ハードウェアツールはIoT開発にオープンなアプローチをもたらし、IoTエコシステムの断片化を解消できます。オープンソースIoTは、閉鎖的なクラウドエコシステムへの依存を軽減できます。ベンダーはオープンソースIoTに試験的に参入し始めており、ここには大きな可能性があります。
オープンなイノベーションと開発のモデルが、自社の競争優位を弱めるどころかIoTエコシステム全体を強化すると、より多くのベンダーが認識するようになっています。正しく実装されることを前提に、今後はベンダー間のオープンソースコラボレーションがさらに増えると予想されます。
将来のIoTに向けたデータ分析
進化し続けるエンタープライズネットワークを管理しようとするIoT開発者にとって、データ分析のスキルはますます重要になっています。IoT開発者に求められる可能性があるデータ分析スキルの1つが、時系列データ分析です。
急速に生成されるセンサーデータを活用する能力を求めるIoT導入が、ますます増えています。IoTデータを理解できるシステムを整備することが期待される開発チームは、こうしたデータサイエンスの要素を学ぶことを検討すべきです。データ処理の多くがエッジに移行するなかで、負荷に圧倒されるのを防ぐのに役立ちます。
イマーシブ技術とエンタープライズ
モノのインターネットと、仮想現実、拡張現実、環境シミュレーション技術などのイマーシブ技術が融合することで、イマーシブなIoT技術の開発に無限の可能性が開かれます。
しかし、この融合には大量のデータが必要になります。5Gとエッジコンピューティングの組み合わせがこの融合を支え、こうしたイマーシブ製品を実現します。最終的には、産業向けおよび企業向けアプリケーションのイマーシブアプリケーション開発が加速するでしょう。
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IoT開発のベストプラクティス
開発チームは、IoTの導入を確実に効果的なものにする方法を把握する必要があります。以下に、念頭に置くべきベストプラクティスをいくつか紹介します。
データストレージの決定
モノのインターネットが生成するデータ量は、実に膨大です。データをどこに、どのように保存するかを決めることは、IoTソリューションが生成するデータの有用性にとって極めて重要です。
企業の中核に送信する価値があるデータと、エッジに残すべきデータを見極めることが重要です。データを有用性に応じて迅速に分離することで、データの保存場所と保存方法が決まり、それがデータをチーム、アプリケーション、エンジンなどで活用する効果にも影響します。
プラットフォームの選択
IoT導入に選択するプラットフォームの種類は、IoTソリューションとその全体的な使いやすさに大きな影響を及ぼします。プラットフォームを選ぶ際、開発者は候補となるプラットフォームが長期的に及ぼす影響を考慮する必要があります。ソリューションの長期的な目標を支えるには、ソフトウェアだけでなくハードウェアの側面にも注意を払わなければなりません。
これを考慮することで、IoT開発者はソリューションの将来性を確保できるプラットフォームを選べます。必要が生じたときに、ソリューションの設計を変更、修正、適応できるかどうかに影響するためです。
セキュリティー
インターネットに接続された各デバイスは、情報を持つ脅威アクターから見れば、潜在的な脆弱性です。IoTネットワークには無数のデバイスが存在し得ることを考えるだけでも、システムの設計段階からセキュリティーを組み込むことの重要性が分かります。
IoTソリューションの開発者は、安全なソフトウェア開発手法に従う必要があります。このような手法はプラットフォーム、ツール、言語の選択に影響を与え、セキュリティーを基礎から組み込むアプローチを可能にします。また、オープンソースソフトウェアはソリューションを迅速に開発できる選択肢となるため、慎重に選定すべきです。
最後に、IoT開発者は統合時にも注意を払う必要があります。アプリケーションプログラミングインターフェース（API）とライブラリーの境界には、多数のソフトウェアセキュリティー上の欠陥が存在するためです。統合するコンポーネントのすべてのインターフェースを確認し、欠陥がないか調べる必要があります。
IoTソリューションを文脈に合わせる
モノのインターネットは柔軟性が高いため、開発者は製品に無限ともいえる方法でアプローチできます。しかし、明確なビジョンがないままIoT製品を開発すると、製品の有効性が損なわれるおそれがあります。
開発者は、開発するシステムの性質と、その周囲にあるデバイスについて考える必要があります。モノのインターネットの文脈では、何にでも当てはまる万能な考え方に陥らないようにすべきです。
テスト
ベストプラクティスが守られていることを保証する唯一の方法は、継続的にテストを繰り返すことです。開発者はすべてのシステムを絶えずテストする必要があります。意図しないさまざまなユースケースでテストし、常にセキュリティーテストを優先すべきです。
IoT開発者は、機能を変更または新たに実装するたびにテストを実施する必要もあります。これらのテストでは、予測可能なユースケースと予測不能なユースケースの両方を対象にすべきです。継続的なテストによって製品改善の機会が明らかになるため、開発者は常にそれを追求する準備をしておく必要があります。