IoTと組み込みの関係性を徹底解説！組み込みエンジニアが求められるようになる開発スキルも合わせて解説します。

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IoTの概要

IoTは「Internet of Things」の略称で、日本語では「モノのインターネット」と翻訳されます。

産業に関わる機器から家電に至るまで、モノがインターネットに繋がることで“状況を把握して最適な動作を実行する“ことが一つの目的です。

・IoTが細部まで浸透すると、次のようなことが期待されます。モノの状態を知る

・遠隔でモノを操作する

・モノが状況に合わせて稼働する

例えば、モノの状態を知ることで、機器や建物の老朽化などを事前に察知することができますし、帰宅に合わせて自宅の家電にスイッチを入れることも可能です。

また、モノ同士がお互いのデータを確認することで、状況に合わせた動作（家主が自宅から数メートル圏内に入ったらスイッチをONにするなど）を、人が意識することなく実行できるようになります。

ここに深く関わる技術が「センサー」であり、それはモノの周辺データを収集する機能です。

温度や湿度、距離や場所、人の体調やこれまでの行動データまで、あらゆる情報をセンサーで集め、インターネットを経由することで人の行動よりも一歩先の動作を行うのです。

IoTから想像される日常生活

具体的に、IoTが普及した未来の一日を想像してみましょう。

朝目覚める10分前に「コーヒーメーカー」がコーヒーを沸かし始めます。朝起きると同時に「テレビ」と「電気」にスイッチが入り、カーテンが開きます。

これら家電の動作は、全てベッドに搭載された生体センサーによって人体のデータが収集され、インターネットを通じて情報を受信した家電（モノ）が判断し、実行しました。

靴を履き玄関を出て1メートル歩くと、玄関の鍵が施錠されます。部屋にある機器で不要なモノの電源はOFFになり、必要最小限の電力だけで待機します。

これらは、スマートフォンに搭載されたGPSで家からの距離を読み取り、その情報を家中のモノがインターネットを通して受信し、実行しました。

仕事が終わり帰路に着き、駅の改札を通過した情報が自宅の家電に伝わります。その日の気温と湿度から、エアコンや加湿器が稼働を始めます。

自宅に近付いた時、バスタブには既にちょうど良い湯加減のお湯が張られており、玄関のドアから1メートル前に近付くと鍵が空きます。

人は何も操作することなく、大まかな目的のために動いているだけで、モノが状況に応じて実行するのです。全ては、家電（モノ）に搭載されたセンサーが状況を知り、インターネットを通じて連携した結果です。

上記はかなり先の話になってしまいますが、このような未来を実現できるひとつの概念が「IoT」なのです。

組み込みエンジニアの役割

まずは、組み込みエンジニアの役割を見ていきましょう。

組み込みエンジニアとは

私たちが日常生活で使用する冷蔵庫や電子ジャー、そしてお風呂に至るまで、あらゆる家電には全てコンピューターが搭載されています。

それらコンピューターは、温度調整やタイマー機能をはじめとした制御機能を持っており、人がどのような操作をしても基本的には壊れない（エラーにならない）作りになっていますね。

組み込みエンジニアとは、身の回りの家電や自動車など、機器に搭載されているコンピューターの制御システムを開発するエンジニアのことなのです。

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IoTと組み込みの関係性

それでは、IoTと組み込みの関係性を見ていきましょう。

IoTはデバイスに組み込まれるセンサーが重要

IoTが普及するには、あらゆるモノにセンサーの搭載が必要となります。そして、センサーから収集されるデータは、モノが動作するために組み込まれたコンピューターで制御されます。

センサーとモノ（機器）を繋ぐのが「組み込みエンジニア」の役割となるのです。

IoTの具体例

IoTは既に、私たちの生活の中に少しずつ入り込んでいるのです。その具体例としては、以下のようなものが挙げられます。

・家電の遠隔操作：スマートフォンを使ったIoTリモコン

・電池型IoT：スマートフォンで電池を直接コントロール

・空き状況の確認：会議室や公衆トイレの空き状況をリアルタイムモニタ

・建物のモニタリング：橋や建物の異常をモニタリング

家電から公共施設まで、あらゆるモノの情報をインターネットに繋げる具体例が、今実際に広がりつつあるのです。

組み込みエンジニアに必要なスキル

それでは、IoTが普及する中で組み込みエンジニアにはどのようなスキルが必要であるかを見ていきましょう。

デバイス動作に関するスキル

組み込み制御を行うには、それぞれのデバイス動作を熟知しなければなりません。

また、そのデバイスをユーザーがどのように扱うかをシミュレーションし、想定している正しい使い方以外の動作（例外）を全て処理することで、動作を止めない（エラーを起こさない）制御を組み込む必要があります。

センサーに関するスキル

モノによって必要なセンサーは異なりますが、センサーの種類や仕組み、また接続方法などのハードウェア知識も必要になります。

IoTに必要なセンサーには、以下のようなものがあります。

・GPS：位置情報など

・光センサー：モノの検知など

・加速センサー：モノ移動検知など

・音センサー：音声検知など

・湿度センサー：湿度測定

・温度センサー：温度測定

この他にもモノの利用シーンごとに無数のセンサーが存在します。組み込みエンジニアは担当するモノに対して必要なセンサーが、どのような情報を取り、どのように反映させ制御するのかを熟知する必要があるのです。

ビッグデータに関するスキル

IoTの普及を前提とする組み込みエンジニアは、センサーが収集する情報とビッグデータの繋がりを強く意識しなければなりません。

取得された情報がビッグデータに集められ、そこに繋がるモノにどのような結果を返すのか、その結果を元にした制御を組み込む必要があるからです。

デバイスを操作するアプリのスキル

IoTの事例として挙げられるのが家電の操作です。家電とユーザーを繋ぐ手段としてスマートフォンが多く利用されるのです。

ユーザーが操作するスマートフォンのほとんどはアプリ単位で動きます。ですので、スマートフォンアプリから返される操作結果に対して、モノの制御を組み込む必要があります。

全てが繋がるIoTでは、習得すべきスキルも幅広いものとなるのです。

ネットワーク技術のスキル

IoTではネットワーク接続が不可欠です。それはインターネットだけではなく、モノからインターネットの間を繋げる狭帯域通信も含まれます。

Wi-Fiを代表する無線LANや、さらに帯域を細かくした技術なども開発されているのです。

世の中のモノが全てネットワークに繋がるということは、帯域が混雑してしまうということです。

ネットワーク接続機器の増加に比例して、帯域を細分化する技術が必要になり、組み込みエンジニアはそれら帯域を網羅するネットワークの知識が必要になります。

また昨今注目を集め、世間一般でも広く認識されつつある「クラウド」技術も非常に重要です。

IoTとクラウドを活用した技術や組み込みシステム・製品は既に存在しており、今後一般的になっていく可能性は十分に考えられます。

爆発的に普及するIoT技術をどう組み込みシステムに落とし込み、どう活かすかが今後の組み込みエンジニアに求められるスキルのひとつだということです。

軽量かつエラーを起こさないシステム作り

組み込みシステムにとって重要なのが「最小限の機能」で、いかに「エラーを起こさない」システムかどうかというポイントです。

組み込み系が求められる機器、つまり家電など製品を扱うユーザーは人間です。

エンジニアが想像できないような操作や使い方、想定外のボタン連打などをする可能性があります。そういった時、異常な動きやエラーを起こさず、正常に動くかどうかが重要になってくるのです。

シンプルな機能しか用意されておらず、実装自体は簡単かもしれません。しかし、組み込み系エンジニアには軽量かつエラーを発生させないシステム作りが求められます。

ただ機能を用意するだけでなく丁寧な仕事が求められるといえるでしょう。

限られた能力内で必要な機能を満たす

そもそも、実際にシステムを組み込む家電などの製品に搭載されているコンピューターは、能力が限られた「マイコン」といった超小型のものになります。

つまり、性能が限られているコンピューターをうまく活用し、必要な機能を全て問題なく動作させる必要があるということです。

システムをコンパクトにまとめ、なおかつ先述した通りエラーは吐かせない。

シンプルだからこそ難しい条件が多く存在しているのが「組み込み系」だということです。

「求められるのは単純な機能ばかりだから簡単そう」とイメージされがちですが、決して簡単ではないことが分かります。

しかも、家電製品などはソフトウェアやアプリケーション、ゲームとは異なり基本的にアップデートで不具合の修正はできません。

そのため、エラーやバグが残ったまま流通してしまうと、リコールや回収といった大問題に発展してしまう可能性すらあります。

コンパクトなシステムを求められ、そのうえエラーやバグが許されない、非常に高い技術力と丁寧な作業が求められるエンジニアです。

様々な技術を利用・活用することも重要となってくるため、ある意味エンジニアとしてのセンスも必要といえるかもしれません。

IoTを理解する組み込みエンジニアの需要

今後IoTが本格的に導入され始めると、組み込みエンジニアの需要も左右します。

組み込みエンジニアの需要は高く、年収に関しても約500万円からの求人が多くなっています。詳細設計からテストまでのスキルがあれば約700万円での募集も少なくありません。

IoTが実現するためには、産業から家電までのあらゆるモノに、これまでのモノには無かった制御を組み込まなければなりません。

世の中はIoTの方向へと確実に向かっており、それに比例して組み込みエンジニアの需要が広がるのは容易に想像できることですね。

まとめ

IoTとはどのようなものなのかを把握すると、組み込みエンジニアの重要性がはっきりと理解できます。

IoTの世の中はほぼ確実に訪れるでしょう。しかし、ユーザーがIoTを実感するためには、あらゆるモノにそれを制御するプログラムが必要になります。

その時、何よりも先に必要とされるのは「組み込みエンジニア」の技術なのです。

日本はもちろん、世界をより豊かに、便利にしていくために組み込みエンジニアは絶対に必要な存在だといえます。