IoT(Internet of Things)は、家電や車、工場の設備といったモノにセンサーと通信機能を持たせてインターネットにつなぎ、集めたデータで状況を見たり、モノを動かしたりする仕組みです。
IoTの部品:センサーとアクチュエーター
IoT の機器(IoTデバイス)には、役割の逆な2つの部品が載っています。
センサー … 温度・湿度・明るさ・動き・圧力などを測り、電気信号に変える部品。加速度センサー(速度の変化を測る)、温度センサー、光学センサーなど
アクチュエーター … 電気信号を受けて、物を動かす部品。モーター、油圧や空気圧のシリンダなど
ビニールハウスの窓を自動で開け閉めする仕組みで見てみます。
測るのがセンサー、動かすのがアクチュエーター。判断はサーバが受け持ちます。
温度を測るのはセンサー、窓を開けるのはアクチュエーターです。測った温度は通信でサーバに送られ、サーバが「暑いから開ける」と判断して指示を返します。 外の様子を電気信号にするのがセンサー、電気信号で物を動かすのがアクチュエーターです。 機器とインターネットの間でデータを取り次ぐ中継の機器を IoTゲートウェイといいますが、これは測りも動かしもしません。
部品と取り違えやすい言葉があります。エッジコンピューティングは、データを遠くのサーバまで送る前に、機器の近くで処理する考え方(サイバーフィジカルシステムの節の用語)、キャリアアグリゲーションは、複数の周波数帯の電波を束ねて通信を速くする技術です。どちらも、測る部品でも動かす部品でもありません。
この窓の機器の中で、センサーを読み、モーターを回す制御をしているのも小さなコンピュータです。家電や車、産業用ロボットのように、機器の中に組み込まれて決まった機能だけを受け持つコンピュータを組込みシステムといい、それを動かすために機器に書き込まれたソフトウェアをファームウェアといいます。
ビニールハウスの例でも、窓の機器とサーバは人の手を通さずにデータを送り合っていました。このように、ネットワークにつながった機械どうしが人を介さずにデータをやり取りし、自動で管理や制御を行う仕組みを M2M(Machine to Machine)といいます(総務省)。路線バスの車載機が位置を送り続け、停留所の表示が自動で書き換わるのも M2M です。
IoT の例と呼べるのは、モノに付けたセンサーのデータが使われているものです。お金の貸し借りを仲介するサービス、SNS の書込みから感情を分析する仕組み、ファイルを預けるストレージのサービスは、どれもインターネットを使いますが、モノのセンサーが関わらないので IoT の例ではありません。
倉庫の照明を、人がいるときだけ自動でつけるシステムを作ります。人の動きを検知して電気信号に変える部品と、その信号を受けて照明のスイッチを動かす部品を、正しく組み合わせたものはどれですか。
× 役割が逆です。外の様子を電気信号に変えるのがセンサー、電気信号で物を動かすのがアクチュエーターです。
× IoTゲートウェイはデータを取り次ぐ中継の機器で、スイッチを動かす働きはありません。
○ 正解 検知する部品=センサー、スイッチを動かす部品=アクチュエーターです。
人の動きという外の様子を電気信号にするのがセンサー、その信号を受けて物を動かすのがアクチュエーターです。
× IoTゲートウェイは測る部品ではありません。人の動きを検知するのはセンサーです。
コンピュータの種類
デスクトップPC … 机に据え置いて使う PC。画面やキーボードを別につなぐ
ノートPC … 画面・キーボード・電池を一体にして、持ち運べるようにした PC
サーバ … ネットワークの向こうの多くの利用者や機器に、データや機能を提供するコンピュータ。IoT のデータを受け取って分析するのもサーバ
モバイル端末 … スマートフォンやタブレット端末など、持ち歩いて通信しながら使う端末
モバイル端末は持ち歩くぶん、なくしたときの備えも要ります。紛失した端末のデータを遠隔で消す機能(リモートワイプ)はその1つで、計測の機器の話ではありません。CPU やメモリなど中の部品はコンピュータの構成要素の回で扱います。
身の回りの機器(民生機器)
家庭や個人が使う機器を民生機器といいます。
ホームネットワーク … 家の中の PC・テレビ・エアコン・照明などをつないだネットワーク。外出先からスマートフォンで家電を操作できる。家の電気の使い方を見える化して調整する仕組みを HEMS という
スマートスピーカー … AI が音声での依頼に応えるスピーカー(AIスピーカー)。話しかけて音楽を流したり、家電を操作したりする
ウェアラブルコンピュータ … 腕時計型やメガネ型など、身に着けて使うコンピュータ。歩数や心拍を測り、GPS で歩いた道筋を記録するものもある
ドローン … 人が乗れない構造で、遠隔操作や自動操縦で飛ぶ機体。空撮や点検、農薬の散布、物の配送に使う
ウェアラブル端末がためていく歩数や睡眠の記録は、ライフログの身近な例です。ライフログは、個人の日々の活動をデジタルデータとして記録すること、また記録されたデータそのものを指し、身に着けた機器の記録に限らず、ネットで見たページ、買い物や支払いの履歴、スマートフォンの位置情報なども含みます(総務省の研究会は「利用者のネット内外の活動記録(行動履歴)」と定義)。
ウェアラブル端末のうち目に着ける機器は、現実の見え方で3つに分かれます。
VR は現実を見えなくし、AR と MR は現実を見たまま仮想のものを加えます。
VR(仮想現実) … コンピュータが作った空間の中にいるように感じさせる。VRゴーグルは目を覆い、視界を仮想の空間だけにする
AR(拡張現実) … 現実の風景に情報を重ねて表示する。ARグラスは現実を見たまま、道案内などを重ねる
MR(複合現実) … 現実の空間と仮想のものを融合させ、両方を同時に認識できるようにする。MRグラスで、目の前の机に仮想の部品を置いて確かめる、といった使い方をする
スマートグラス … メガネの形をしたウェアラブル端末。視界に情報を表示するものが多い
社会と産業の機器:スマートメーターとロボット
企業や社会のしくみで使う機器を産業機器といいます。
スマートメーターは、家庭や工場の電気の使用量を30分ごとに計測し、通信で送るメーターです(資源エネルギー庁)。通信には無線や携帯電話の回線などが使われます。検針員が見に行かなくても使用量がわかり、家の人も自分の使い方を確かめられます。電気だけでなく、ガスや水道にも、通信で検針値を送るスマートメーターがあります(経済産業省・国土交通省の資料)。メーター、通信網、データを管理するシステムを合わせた仕組み全体は AMI(Advanced Metering Infrastructure)と呼ばれます。
人が見に行かなくても、使用量が通信で届きます。
スマートメーターは「使用量を自動で測って、事業者に送る」メーターです。 速度の変化を測るのは加速度センサー、歩数や歩いた道筋を記録するのはウェアラブル端末で、どちらもスマートメーターではありません。
ロボットも、センサーで周りを知り、組込みシステムで判断し、アクチュエーターで動く機械です。工場で溶接や組立てをする産業用ロボットのほか、介護や医療、災害現場で使うロボットもあります。
移動の機器:コネクテッドカーと自動運転
コネクテッドカーは、インターネットにつながり、ICT端末としての機能を持つ車です(総務省)。車の状態や道路の状況をセンサーで集めて送り、渋滞の情報や事故のときの通報などに使います。車と通信を組み合わせて運転者に情報を届けるテレマティクスや、電池で長く動く IoT 向けの通信 LPWA はネットワーク応用の回で扱います。
自動運転は、どこまでをシステムが受け持つかでレベル0〜5に分けられています(国土交通省の資料。米国の自動車技術会(SAE)の基準 J3016 に準拠)。
レベル2とレベル3の間で、運転の主体が人からシステムに移ります。
レベル1(運転支援) … ハンドル操作か加減速のどちらか一方をシステムが支援する。自動ブレーキ、前の車に付いて走る機能など
レベル2(部分運転自動化) … ハンドル操作と加減速の両方をシステムが支援する。高速道路で車線を保ちながら前の車に付いて走るなど。運転の主体はまだ人
レベル3(条件付運転自動化) … 高速道路だけ・晴れのときだけといった決められた条件の中で、システムがすべての運転をする。続けるのが難しくなると、システムの求めに応じて人が運転を代わる
レベル4(高度運転自動化) … 決められた条件の中なら、続けるのが難しくなったときの対応までシステムが行う。人が運転を代わる必要がない
レベル5(完全運転自動化) … 条件の限定なく、どこでもシステムがすべての運転をする
レベル3とレベル4の違いは、システムが続けられないときに人が代わるかどうかです。レベル3では人が代わる場面があるので、運転席の人はいつでも運転できる状態でいなければなりません。
MaaS(Mobility as a Service)は、一人ひとりの移動に合わせて、電車・バス・タクシー・シェアサイクルなど複数の移動手段を組み合わせ、検索・予約・支払いをまとめてできるようにするサービスです(国土交通省)。車1台の機能ではなく、移動そのものをサービスとして提供する考え方です。
ある車は、高速道路を走っている間だけシステムがすべての運転を行います。ただし、出口が近づくなどして自動運転を続けられなくなると、システムが運転席の人に交代を求め、人が運転を引き継ぎます。この車の自動運転のレベルとして、最も適切なものはどれですか。
× レベル2はハンドル操作と加減速を支援するだけで、運転の主体は人です。この車は条件の中ではシステムがすべての運転をしています。
× レベル4なら、続けられなくなったときの対応もシステムが行い、人に交代を求めません。
× レベル5は場所などの条件なしにシステムが運転します。高速道路だけ、という条件が付いているので当たりません。
○ 正解 レベル3です。
決められた条件(高速道路)の中ではシステムがすべての運転をし、続けられなくなるとシステムの求めに応じて人が代わる、というのが条件付運転自動化です。
まとめ
この回で持ち帰ること
1. IoT=モノにセンサーと通信を持たせ、データで見る・動かす。センサーは外の様子を電気信号に変える、アクチュエーターは電気信号で物を動かす。IoTゲートウェイは中継するだけ
2. 組込みシステム=機器に組み込まれた、決まった機能のコンピュータ。それを動かすソフトがファームウェア
3. コンピュータの種類=デスクトップPC・ノートPC・サーバ・モバイル端末(スマートフォン・タブレット端末)
4. VR=視界を仮想だけに。AR=現実に情報を重ねる。MR=現実と仮想を融合。スマートスピーカー=音声で操作。ドローン=人が乗らず遠隔・自動で飛ぶ
5. スマートメーター=使用量を自動で測り、通信で事業者に送る(仕組み全体が AMI)。MaaS=複数の移動手段の検索・予約・支払いを一括
6. 自動運転:レベル2までは主体が人。レベル3=条件の中でシステムが運転し、続けられないと人が代わる。レベル4=条件の中なら人は不要。レベル5=条件なし
この節で解ける公開問題
令和4〜8年度の公開問題のうち、この節の知識で解ける問題は次の5問です。
産業機器・自動運転
教科書の一覧(現行の試験の順)教科書の一覧(新しい試験の順)過去問
Udemy の ITパスポート講座を、受講者数・★評価・口コミで比べたページです(広告を含みます)。
出典:IPA「ITパスポート試験 シラバス(案)Ver0.1」(2026年8月31日)、「ITパスポート試験 シラバス Ver6.5」、 国土交通省 自動車局「自動運転車の安全技術ガイドライン」(2018年9月)、国土交通省「MaaSの支援について」、 国土交通省「対象となる機体を知りたい」(無人航空機)、資源エネルギー庁「スマートメーターのオプトアウト制度に関するQ&A」、 総務省「平成27年版 情報通信白書」(コネクテッドカー)、経済産業省「ガス分野におけるスマート保安について」(2020年3月)、国土交通省「水道分野におけるスマートメーターの導入促進について」(2025年3月)、総務省「没入型技術の利活用に関する状況等について」(2026年1月)、総務省「『モノのインターネット』時代の通信規格の開発・実証」基本計画書(M2M)、総務省「ライフログ活用サービスWGの報告」(2009年8月)。 練習問題は当サイトが説明のために作ったものです。

