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CPS(サイバーフィジカルシステム)とは?IoTとの違いは?

CPS(サイバーフィジカルシステム)とは?
IoTとの違いは?

CPS(サイバーフィジカルシステム)とは?IoTとの違いは?

IoTという言葉が、すでに一般にも普及している現在。段階は一歩進み、“どう生かすのか”に話題がシフトしてきています。そんな中、聞く機会が増えているのが「CPS」というフレーズです。それはなんなのか、どう役立っていくのか。ここで書いていきたいと思います。

CPS(サイバーフィジカルシステム)とは

CPSとは、Cyber-Physical Systemの頭文字を取った略称です。フィジカルシステム=現実世界で、センサーシステムが収集した情報をサイバー空間でコンピューター技術を活用し解析。経験や勘ではなく、定量的な分析で、あらゆる産業へ役立てようという取り組みです。
例を挙げれば、自動運転がわかりやすいでしょう。自動車のセンサーがフィジカルの様々な情報を収集し、AI・IT技術(サイバー)が分析したうえで、駆動系(フィジカル)を動かす。自動車に限らず、ロボットやドローンなどでも、基本的にはこの流れがベースになってきます。

IoT(モノのインターネット)とは?

すでにご存じの方も多いと思いますが、IoTはInternet of Thingsの頭文字を取った略称で、モノのインターネットと訳されます。
コンピューターだけでなく、スマートフォンやタブレット、家電など、あらゆる製品=モノがセンサーを備えたデバイスとなり、膨大な情報がインターネットを介して伝達されることです。
企業の運営、人々の生活において急速に普及が進んでおり、一説には2020年に市場規模3兆ドル、デバイス数208億個にまで拡大すると言われるまでになりました。

CPSとの大きな違い

ここまでを読んでわかるように、CPSとIoTは似ている概念だと言えます。その違いは、IoTがクラウドなどのサイバー空間に“つながること”を強く意識しているのに対し、CPSは、サイバー空間上での分析・解析および現実世界へのフィードバックまで含めていることです。
つまり、見方にはよっては、IoTはCPSにおける情報伝達までを担う、一部だとも考えられるでしょう。より包括的な概念がCPSには含まれています。

CPS(サイバーフィジカルシステム)が今、注目されている理由

CPSの大きな特徴は、前述の通り、データを定量的に解析し、フィードバックまでを含むことにあります。つまり、自動運転で言えば、ドライバーそれぞれの経験や勘ではなく、天候などの外的な数字を合わせた客観的なデータをもとに、自動車をコントロールします。
フィジカルを動かすという意味で、近年複雑化が進んでいる組み込みシステムとの関連性は強く、サイバーと実世界にまたがる包括的な設計手法が求められるようになりました。
また、ITが自動車などの製品単体を制御するだけにとどまらず、交通全体や医療、製造、エネルギーといったあらゆる分野に影響を与えるようになったことも大きな要因でしょう。社会インフラと言えるまでになったIT。複雑に絡み合うシステムをどうコントロールしていくのかというのは、今後ますますの課題となってくるはずで、必然的にCPSへの注目も高まっています。
そのほかに、ニーズの高まりに伴い、CPS関連の技術が発展・普及し、導入コストが安価になったことも見逃せません。これまでは検討の余地がなかった分野においても導入が進むことで、そこに追従しようというムーブメントが大きくなっています。

日本でのCPS(サイバーフィジカルシステム)の導入事例

先ほどは、分かりやすい例として自動運転を挙げましたが、そのほかの領域においても、CPSの導入は積極的に行われています。まず前提となるのが、日本政府の施策です。文部科学省が2011年度には、文部科学省委託業務「目的解決型のIT統合基盤技術研究開発の実現に向けたフィージビリティスタディ」、2012年度には「社会システム・サービスの最適化のためのIT統合システム構築」という事業を実施。国策として、CPSの普及を後押しする取り組みが行われています。
実際の各産業の現場でも、コンビニでは店舗内センサーを設置し、照明・空調機器の制御を行うことで、約10%の省エネを実現。陸上交通おいては、「ITS(Intelligent Transport Systems)」の導入により、登録車の位置・速度情報の収集および輸送効率化をするほか、船舶分野では、燃料消費量の最小化に向け、天気・海の状況や過去の運航データをもとにした解析で、運行計画の最適化が進められています。
その他の業界でも、CPSの基本的な原理はそのままに、医療・農業などの分野で、導入へ動きが進められるようになり、この流れは今後ますます波及していくと考えられるでしょう。

まとめ

現実空間とサイバー空間が一体化し、データの収集から蓄積、解析、フィードバックまでを一貫して行うCPS。
すでにITが社会インフラとなり、複雑化が進む時代において、今後はますます存在感を高めていくでしょう。世の中の核となる技術として、“すべての前提”となる日も遠くはないはずです。

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