IoTでAzureのサービス利用~専門知識なしで始める超入門~

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2015/4/25に発表させていただいた勉強会スライドです。自分で作って動かして理解するためのIoTの超入門。
-.Net Gadgeteer の温度センサー
-Azure モバイルアプリケーションによるデータ収集
-Azure ML(機械学習)による未来予測
特に、AzureMLの使い方を詳しく紹介させていただきました。

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IoTでAzureのサービス利用~専門知識なしで始める超入門~

  1. 1. IoTでAzureのサービス利用 ~専門知識なしで始める超入門~ 技術ひろば.net 見て触って理解するクラウド(Office 365 / Azure) 2015/4/25 自由なOffice 高田 弘介
  2. 2. 自己紹介 • 高田 弘介(たかだ こうすけ) http://www.o365biz.com/ https://www.facebook.com/kousuke.takada.7186 https://twitter.com/takada_o365biz • フリーランス エンジニア(屋号: ) - SharePoint サイト構築 - Office 365導入支援 - 今後はIoTのお仕事にもチャレンジ!
  3. 3. IoT = Internet of Things = モノのインターネット IoTとは?
  4. 4. IoT 1999年に使われ始めた言葉 最近は新聞の1面にも登場 IoTとは?
  5. 5. IoT センサーや無線タグで モノとインターネットをつなぐこと IoTとは?
  6. 6. IoT 家電やスマートデバイスを含めた 広範囲で語られることもある IoTとは?
  7. 7. IoT 家電やスマートデバイスを含めた 広範囲で語られることもある IoTとは? 本日はこちらの視点で 範囲こだわらずにお話します
  8. 8. センサーでモノの情報を取得 ↓ インターネットで情報を収集 ↓ 情報を分析して活用 IoTの活用事例
  9. 9. 企業名 + IoTで検索 様々な活用事例が見つかります IoTの活用事例 コマツ IoT GE IoT
  10. 10. ・顧客が使用する機械の故障や 利用状況を訪問前に認識して 的確な営業フォローを実現、受注率アップ ・設備稼働状況を分析、電力使用の ムダを洗い出してコスト削減 医療、防犯、防災、その他あらゆる 分野で活用が進んでいる IoTの活用事例
  11. 11. いや~ 世の中 進んでますね
  12. 12. いや~ さすが大企業は 違いますね
  13. 13. いや~ さすが大企業は 違いますね 本日お伝えしたいことは コレではない!
  14. 14. IoTは個人でも 気軽に勉強できる 時代になりました
  15. 15. アイディア次第で 『仕事の効率化』 『新サービスの提案』 誰にでもできます
  16. 16. 本日の目標 IoTは専門知識なしで 簡単にはじめられることを理解する
  17. 17. 本日の目標 IoTは専門知識なしで 簡単にはじめられることを理解する ※本日紹介する技術の1つでも“やってみよう”と 思っていただくことが私の個人的な目標
  18. 18. デモ ~人肌の温もりで壊れてしまう機械の故障を予測~ 1. センサーで温度計測 2. クラウドに情報を集約 3. 機械学習による故障予測
  19. 19. Azure モバイル サービス Azure SQL データベース Azure ML Azure ML用 学習データ センサー クライアントアプリ
  20. 20. 1 あらかじめ、実績データを使って 故障パターンの学習をしておく
  21. 21. 2 2 1 機械の稼働状況をアップロード Azure モバイル サービスを通して Azure SQLに蓄積
  22. 22. 2 2 1 3 機械の稼働状況を Azure SQLから取得
  23. 23. 2 2 1 3 4 機械の稼働状況を パラメータに Azure MLに問い合わせ 故障予測を取得
  24. 24. 2 2 1 3 4
  25. 25. 今回紹介した技術は 何一つ新しいものは ありません
  26. 26. ・センサー ・インターネット ・データベース ・機械学習
  27. 27. ・センサー ・インターネット ・データベース ・機械学習 昔からあるモノ ばかりです
  28. 28. なぜ今始めるのか? それは、クラウドサービスや 開発キットが充実し 専門知識が無い人でも 作れるようになったからです
  29. 29. まず、作って動かして IoTとは何かを実感する
  30. 30. 自分が使いこなしたい モノが見つかったら
  31. 31. さらに良いモノにするために 専門的な勉強をする
  32. 32. こんな感じでOKです
  33. 33. それでは さっそく始めましょう
  34. 34. IoTでAzureのサービス利用 ~専門知識なしで始める超入門~
  35. 35. IoTでAzureのサービス利用 ~専門知識なしで始める超入門~ ここからの主役は あなたです!!
  36. 36. もくじ Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門
  37. 37. もくじ Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 Step2 クラウド接続 Azure モバイル サービス 入門
  38. 38. もくじ Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 Step2 クラウド接続 Azure モバイル サービス 入門 Step3 機械学習 Azure ML 入門
  39. 39. もくじ Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 Step2 クラウド接続 Azure モバイル サービス 入門 Step3 機械学習 Azure ML 入門 それぞれが独立した技術 興味のあるものから 始めればOK!!
  40. 40. もくじ Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 Step2 クラウド接続 Azure モバイル サービス 入門 Step3 機械学習 Azure ML 入門 開発知識がついたら 全部つないでみましょう!
  41. 41. もくじ Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 Step2 クラウド接続 Azure モバイル サービス 入門 Step3 機械学習 Azure ML 入門 本日は機械学習を 少し詳しく説明します
  42. 42. Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門
  43. 43. Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 組込開発をするためのツールキットです .Net Gadgeteer とは?
  44. 44. Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 他にArduinoというマイコンボードが有名です 歴史があり開発者が多いため情報が豊富 こちらを選択するのもアリですが。。。 .Net Gadgeteer とは?
  45. 45. Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 今回は専門知識が不要で生産性の高い .Net Gadgeteer を紹介します .Net Gadgeteer とは?
  46. 46. Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 今回は専門知識が不要で生産性の高い .Net Gadgeteer を紹介します .Net Gadgeteer とは? IoTは様々な技術の集合体 すぐに勉強の成果を出すため 私は生産性を重視しました
  47. 47. Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 .Net Gadgeteer Arduino 開発環境 Visual Studio Arduino IDE 開発言語 C# / VB Arduino言語(C++風) 電子部品の 知識 とりあえず不要 少しは必要 価格 チョット高価 安価 こんな人に オススメ ・時間をかけずにプロトタイプ 開発を楽しみたい ・専門知識は無いけれどまず は始めてみたい ・電子工作が大好き ・細かい挙動の制御やパ フォーマンスチューニングを 自分でやりたい .Net Gadgeteer と Arduino
  48. 48. Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 .Net Gadgeteer Arduino 開発環境 Visual Studio Arduino IDE 開発言語 C# / VB Arduino言語(C++風) 電子部品の 知識 とりあえず不要 少しは必要 価格 チョット高価 安価 こんな人に オススメ ・時間をかけずにプロトタイプ 開発を楽しみたい ・専門知識は無いけれどまず は始めてみたい ・電子工作が大好き ・細かい挙動の制御やパ フォーマンスチューニングを 自分でやりたい .Net Gadgeteer と Arduino 今回はこちら!
  49. 49. Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 推奨 OS Windows 7以上 開発環境 Visual Studio 2013(Update 4) ※無償版・有償版問わず .NET Micro Framework SDK 最新版 http://netmf.codeplex.com .NET Gadgeteer Core SDK 最新版 http://gadgeteer.codeplex.com FEZ IoT Kit SDK 最新版 ※ダウンロード前にアカウント登録が必要 https://www.ghielectronics.com/support/netmf/sdks 対応ツールキットの購入 製品輸入販売代理店 http://tinyclr.jp/products/IoTLearningKit.htm 準備するもの
  50. 50. Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 今回のデモ環境 OS Windows 8.1 Pro 開発環境 Visual Studio Community 2013 With Update 4 https://www.visualstudio.com/ja-jp/products/visual- studio-community-vs.aspx .NET Micro Framework SDK SDK v4.3 (QFE2-RTM) http://netmf.codeplex.com .NET Gadgeteer Core SDK .NET Gadgeteer Core 2.43.1000 http://gadgeteer.codeplex.com FEZ IoT Kit SDK NETMF and Gadgeteer Package 2014 R5 https://www.ghielectronics.com/support/netmf/sdks 対応ツールキットの購入 今回のデモで使用しているモジュール -FEZ Spider メインボード -Multicolor LED モジュール -TempHumid S170 モジュール -Ethernet J11 モジュール -USB クライアントDP モジュール 参考:今回のデモ環境
  51. 51. Step1 組込開発 .Net Gadgeteer 入門 今回のデモ環境 OS Windows 8.1 Pro 開発環境 Visual Studio Community 2013 With Update 4 https://www.visualstudio.com/ja-jp/products/visual- studio-community-vs.aspx .NET Micro Framework SDK SDK v4.3 (QFE2-RTM) http://netmf.codeplex.com .NET Gadgeteer Core SDK .NET Gadgeteer Core 2.43.1000 http://gadgeteer.codeplex.com FEZ IoT Kit SDK NETMF and Gadgeteer Package 2014 R5 https://www.ghielectronics.com/support/netmf/sdks 対応ツールキットの購入 今回のデモで使用しているモジュール -FEZ Spider メインボード -Multicolor LED モジュール -TempHumid S170 モジュール -Ethernet J11 モジュール -USB クライアントDP モジュール 参考:今回のデモ環境 使用するメインボードによって利用で きるモジュールが異なります。 勉強用としては多くのモジュールが 利用できるFEZ Spiderを推奨。
  52. 52. Step2 クラウド接続 Azure モバイルサービス 入門
  53. 53. Step2 クラウド接続 Azure モバイルサービス 入門 Webアプリケーションに組み込む様々な 機能を提供するクラウドサービスです Azure モバイルサービス とは?
  54. 54. Step2 クラウド接続 Azure モバイルサービス 入門 -シングル サインオン -プッシュ通知 -他システム連携 -オンラインDB接続 など、その他様々な機能を提供 Azure モバイルサービス とは?
  55. 55. Step2 クラウド接続 Azure モバイルサービス 入門 -シングル サインオン -プッシュ通知 -他システム連携 -オンラインDB接続 完成されたサービスを利用することで Webアプリケーションの開発期間短縮が可能 Azure モバイルサービス とは?
  56. 56. Step2 クラウド接続 Azure モバイルサービス 入門 -シングル サインオン -プッシュ通知 -他システム連携 -オンラインDB接続 Azure モバイルサービス とは? 今回のデモアプリでは Azure SQLへの接続に利用
  57. 57. Step2 クラウド接続 Azure モバイルサービス 入門 準備するもの Azure モバイルサービスを利用するためには Azureの契約が必要です まずは無償評価版から使用してみてください ■Azureサイト(1か月無償評価版あり) http://azure.microsoft.com/ja-jp/ ※無償版登録にもクレジットカードが必要です、管理は自己責任でお願いします
  58. 58. Step2 クラウド接続 Azure モバイルサービス 入門 準備するもの Azureを継続利用する場合の選択 ■Azure無償評価期間終了後、従量課金制のプラン にアップグレード ■MSDNに付属する特典を利用 ■アクションパックに付属する特典を利用 ■BizSparkに申込み(ビジネス立ち上げ時) ※それぞれ、契約方法・内容が異なるため各自ご確認ください
  59. 59. Step3 機械学習 Azure ML 入門
  60. 60. Step3 機械学習 Azure ML 入門 機械学習をするためのクラウドサービスです Azure ML とは?
  61. 61. Step3 機械学習 Azure ML 入門 機械学習はRやPython等の 開発言語を使うことでも実践できます もちろん、プログラム開発知識が必要です Azure ML とは?
  62. 62. Step3 機械学習 Azure ML 入門 Azure MLは完成された部品をつなげて 視覚的に機械学習を実践することができます 開発環境の構築も不要です Azure ML とは?
  63. 63. Step3 機械学習 Azure ML 入門 準備するもの Azure MLは有償版・無償版の2種類 それぞれ契約方法が異なります 勉強用には無償版をオススメします ■無償版開始URL(「Create Experiment」をクリック) https://studio.azureml.net/ ■有償版・無償版の説明(日本語FAQあり) http://azure.microsoft.com/ja-jp/pricing/details/machine-learning/
  64. 64. Step3 機械学習 Azure ML 入門 今回は無償版を使いますが 有償版も使い方は同じです
  65. 65. Step3 機械学習 Azure ML 入門 Azure MLには機械学習を理解するための チュートリアルが付属しています 画面の指示に従って進めていくだけで 操作方法を理解できますので ポイントだけを解説します
  66. 66. Step3 機械学習 Azure ML 入門 架空の個人情報から収入予測する 機械学習をはじめましょう! 収入「50,000ドル超」「50,000ドル以下」の2種類 に分類します チュートリアル(収入予測)
  67. 67. Step3 機械学習 Azure ML 入門 開始画面で「+NEW」をクリック チュートリアル(収入予測)
  68. 68. Step3 機械学習 Azure ML 入門 「Experiment Tutorial」をクリック チュートリアル(収入予測)
  69. 69. Step3 機械学習 Azure ML 入門 完成されたサンプルが読み込まれます チュートリアル(収入予測)
  70. 70. Step3 機械学習 Azure ML 入門 チュートリアル(収入予測) データ データの 整形 学習用データと テストデータに 分割 学習器 モデル テストデータに スコアづけ (収入予測)
  71. 71. Step3 機械学習 Azure ML 入門 チュートリアル(収入予測) データを読み込 んでエラーデー タの整形、不要 なデータの削除
  72. 72. Step3 機械学習 Azure ML 入門 チュートリアル(収入予測) 学習用データと 学習器で モデルをトレーニ ング
  73. 73. Step3 機械学習 Azure ML 入門 チュートリアル(収入予測) テストデータと トレーニング済みの モデルで スコアづけ (収入予測)
  74. 74. Step3 機械学習 Azure ML 入門 「RUN」をクリックして実行 チュートリアル(収入予測)
  75. 75. Step3 機械学習 Azure ML 入門 全てに「✓」マークが付けば成功 チュートリアル(収入予測)
  76. 76. Step3 機械学習 Azure ML 入門 各ステップの出力部分をクリックすることで 結果や途中データを確認・ダウンロードできます チュートリアル(収入予測) スコアづけの結果 列が追加されている
  77. 77. Step3 機械学習 Azure ML 入門 スコアづけの結果は チュートリアルのままだと ダウンロード・結果の視覚化ができません ちょっとだけ改造してみましょう チュートリアル(収入予測)
  78. 78. Step3 機械学習 Azure ML 入門 [Data Format Conversions] – [Convert to CSV] をドラッグ チュートリアル(収入予測)
  79. 79. Step3 機械学習 Azure ML 入門 [Machine Learning] – [Evaluate] – [Evaluate Model] をドラッグ チュートリアル(収入予測)
  80. 80. Step3 機械学習 Azure ML 入門 下記のようにポイントをドラッグして連結します 連結したら「RUN」をクリックしてください チュートリアル(収入予測)
  81. 81. Step3 機械学習 Azure ML 入門 「RUN」が成功するとそれぞれ使えるようになります チュートリアル(収入予測) ダウンロード 結果の視覚化
  82. 82. Step3 機械学習 Azure ML 入門 チュートリアル(収入予測) ■True Positive >50Kと予測してアタリの数 ■False Positive >50Kと予測してハズレの数 ■False Negative <=50Kと予測してハズレの数 ■True Negative <=50Kと予測してアタリの数 [Scored Probabilities] の閾値を検討
  83. 83. Step3 機械学習 Azure ML 入門 いかがでしょうか? プログラムを書くことなく 機械学習が実践できましたね
  84. 84. Step3 機械学習 Azure ML 入門 サンプルはたくさんあります!遊んでみてください 動かすことで機械学習の使いどころが見えるはず
  85. 85. Step3 機械学習 Azure ML 入門 なんとなく機械学習がわかった!でも・・・ やりたいこと 知りたいこと がたくさん出てきた
  86. 86. Step3 機械学習 Azure ML 入門 次のステップ ■機械学習をもっと知りたい 自分に合った入門用の書籍を見つけると良いです。私は数 式を読むのが厳しかったのでプログラム経験者向けの入門 書籍を購入しました。 「実践 機械学習システム」 オライリー・ジャパン http://www.oreilly.co.jp/books/9784873116983/ ■Webサービス化して他システム連携 少しだけ開発知識が必要です。Azure MLには発行したWeb サービスを利用するためのAPIリファレンス・サンプルコードを 自動生成する機能があり親切です。
  87. 87. IoT 楽しみましょう!
  88. 88. ご清聴ありがとうございました

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