IoTにおける機械学習とは？

機械学習とは？

IoTと機械学習は、データに隠された洞察を明らかにし、迅速で自動化された応答と改善された意思決定を実現します。IoT向け機械学習は、将来のトレンドを予測し、異常を検出し、画像、動画、音声ファイルを取り込むことで知能を拡張するために使用できます。

なぜIoTに機械学習を使用するのか？

機械学習は、高度なアルゴリズムを使用して大量のデータを分析することで、IoTデータに隠されたパターンを解明するのに役立ちます。機械学習推論は、重要なプロセスにおいて統計的に導出されたアクションを使用した自動化システムで、手動プロセスを補完または置き換えることができます。

サンプルユースケース

企業は、IoT向け機械学習を活用して、ビジネスが新しい洞察と高度な自動化機能を獲得できる幅広いユースケースで予測機能を実行しています。

IoT向け機械学習により、以下が可能になります：

• データを取り込み、一貫した形式に変換する

• 機械学習モデルを構築する

• この機械学習モデルをクラウド、エッジ、デバイスにデプロイする

例えば、機械学習を使用することで、企業は組み立てラインでの品質検査と欠陥追跡を自動化し、現場での資産の活動を追跡し、消費と需要パターンを予測することができます。

図1：Cumulocity機械学習アーキテクチャ

IoT向け機械学習推論の利点

機械学習は、Cumulocityのローコード、セルフサービスIoTプラットフォームの重要なコンポーネントです。このプラットフォームには、迅速な結果を得るために必要なツールが最初から用意されています：デバイス統合と管理、アプリケーション有効化と統合、さらにストリーミング分析、機械学習、機械学習モデルデプロイメント。このプラットフォームは、クラウド、オンプレミス、および/またはエッジで利用可能です。Cumulocityでは、スタンドアロンのエッジ専用ソリューションも独自にサポートされています。

機械学習モデルトレーニングの簡素化

Cumulocityは、新しい機械学習モデルを簡単に素早く構築できるよう設計されています。AutoMLサポートにより、Cumulocityプラットフォームで取得された運用デバイスデータであれ、ビッグデータアーカイブに保存された履歴データであれ、あなたのデータに基づいて適切な機械学習モデルが自動選択されます。

選択したデータサイエンスライブラリを使用する柔軟性

機械学習モデルの開発には、さまざまなデータサイエンスライブラリ（例：Tensorflow®、Keras、Scikit-learn）が利用可能です。Cumulocityでは、お好みのデータサイエンスフレームワークでモデルを開発できます。これらのモデルは、オープンソースツールを使用して業界標準形式に変換し、Cumulocityプラットフォーム内でスコアリングに利用できます。

機械学習を迅速に運用化するための高速モデルデプロイメント

本番環境へのモデルデプロイメントは、クラウドまたはエッジのどこでも必要な場所にワンクリックで可能です。運用化されたモデルは簡単に監視でき、基盤となるパターンが変化した場合は更新できます。さらに、採用を加速するために、事前トレーニング済みで検証されたモデルが即座のモデルデプロイメント用に利用可能です。

運用・履歴データストア向けの事前構築コネクタ

Cumulocityは、モデルトレーニングのために運用・履歴データストアに存在するデータへの簡単なアクセスを提供します。定期的にこのデータを取得し、自動化パイプラインを通じてルーティングしてデータを変換し、機械学習モデルをトレーニングできます。データは、Amazon® S3やMicrosoft® Azure® Data Lake Storage、さらにローカルデータストレージでホストでき、事前構築されたCumulocity DataHubコネクタを使用して取得できます。

Cumulocityストリーミング分析との統合

Cumulocityは、Cumulocityストリーミング分析内でリアルタイムIoTデータの高性能スコアリングを可能にします。Cumulocityストリーミング分析は、ビジュアル分析ビルダーに「機械学習」ビルディングブロックを提供し、ユーザーが指定した機械学習モデルを呼び出してリアルタイムデータをスコアリングできます。これにより、機械学習モデルをストリーミング分析ワークフローと統合するノーコード環境が提供されます。

ノートブック統合

データサイエンスの事実上の標準であるJupyter Notebookは、プログラミング言語を横断したインタラクティブな環境を提供します。データの準備と処理、機械学習モデルのトレーニング、デプロイ、検証に使用できます。このオープンソースWebアプリケーションはCumulocityと統合されています。