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ビジネス・プロフェッショナルのための
最新ITトレンド
2021年9月1日
未来を創るために知っておきたいITの常識
質問です!
クラウドを知っている人は
手を挙げてください!
クラウドを説明できる人は
手を挙げてください!
知っていると説明できるの違いは何ですか?
実践できる
“お客様の事業の成果に貢献できる”
“お客様の課題解決に役立てられる”
“自分の意志決定の材料として使える”
説明できる
“相手が理解できる” 説明ができる
“幹と枝葉を分けて” 説明ができる
“相手の行動を促す” 説明ができる
「知っている」「説明できる」とはどういうことか
知っている
“ことば” を知っている
“ 意 味 ” を知っている
“使い方” を知っている
知
っ
て
い
る
・
説
明
で
き
る
に
は
責
任
が
伴
う
あなたは自分の社会人としての責任を果たせますか?
あなたは、
お客様の3年後/5年後の未来に
責任を持てますか?
 テクノロジー
 事業や経営
 社会や経済 など
あなたは、
自分自信の意見を
自信を持って
語れますか?
お客様は
あなたの意見を信じ
行動を起こせますか?
ひとつのことに究極を求めず、
広い視野で最適を求めて変化すること
ひとつの分野で知識を増し、
経験を積めばできること
ひとつの分野を徹底して追求し、
知識や経験を極めればできること
成長の3つのステージ
 5年後や10年後はどうなっているか分からない。
 今日の正解が、明日の正解である保証はない。
 求められるスキルが変わるスピードが加速する。
学びの4段階
知る:事実ないし確実とされている知識や情報を「知る」こ
と、記憶すること。
理解する:個々バラバラな事象がお互いに一定の関係を持つ
ものとして見えてくる、あるいは、見えるようにすること。
疑う:既存の分析を「疑う」ことから新しい「問いかけ」が
生じ、それが「新しい」事実の発掘につながる。
超える:「疑う」という段階を超えて、事実や現実に対置さ
れる新たな「適切な」可能性を追求し、時には新しい境地に
帰依すること。
学ぶとはどういうことか
講談社・佐々木 毅 著
学び続けるしか方法はない!
学びの4段階
新しい境地
超える
疑う
理解する
知る
でも、なぜ?どうして?本当?
これのことだな!
そういう意味なんだ!
だからこうなのか!こういう関係があるのか!
こういう考え方も!こうした方がもっといい!
ITとビジネス
平安保険のデジタル活用
快速問診
オンライン(チャット)で医師と直接
問診できる機能。病院に行くべきか、
行くならばどの診療科に行けばいいの
かを尋ねることができる。
探医生
クチコミの評価を見ながら、医師を選
び受診を予約できる機能。
閃電購薬
処方薬のオンライン販売の機能。
健康商城
サプリや処方不要の漢方薬のオンライ
ン販売の機能。
健康頭條
健康に関する様々な情報を確認できる
機能。
行動データ、アクセ
ス履歴などの健康や
医療についてのタイ
ムリーな個人データ
データ
 いまの状況
 適切な保険商品
活動支援
状況に応じたタイムリーな応対・的確な保険商品の提案
感動・信頼・ファン
ハイタッチ(1対1:丁寧な顧客個別の対応)
デジタルタッチ(1対多:効率よく顧客の裾野を拡大)
圧倒的な利便性
的確なタイミング
顧客に関する情報
「平安好医生」からの学び
便利・お得・楽ちんで、顧
客とのタッチ・ポイントを
効率よく大量に増やす。
デジタルと人間の最適なバランスと組合せが、事業を拡大することに大きく貢献
ひとり一人の顧客に丁寧に接
して感動・信頼・ファンを作
る。
 顧客との接点を劇的に増やすことに成功:顧客の困っていること、関心ごとを的確に
捉え、まずはそれを解決することに注力した。
 ファンを増やすことに成功:年齢や性別、家族構成などの静的な属性データだけでは
なく、その時々の状況を動的な行動データを捉え、タイミングを逸することなく、い
まの最適を顧客に提供して、顧客の体験価値を高めた。
 成約率を高めることに成功:顧客の日常に関わる生活データを活用して、顧客ごとに
最適化された保険商品を選択し、論理的な裏付けに基づく説得力のある提案をした。
もくじ
 最新ITトレンドを理解するために知っておきたい 基礎知識
 ビジネスの前提を再定義する デジタル・トランスフォーメーション
 変化に俊敏に対応するための ITインフラストラクチャー
 コンピュータ利用の常識を変える クラウド・コンピューティング
 デジタル時代の危機に対処するための サイバー・セキュリティ
 これからのビジネス基盤となる IoT/モノのインターネット
 デジタル時代のデータ連係基盤となる 5G (次世代移動体通信システム)
 人に寄り添うITを実現する AI/人工知能
 圧倒的なビジネス・スピードに対処するための 開発と運用
 いま求められる 人材
基礎知識
最新ITトレンドを理解するために知っておきたい
テクノロジーが奪っていくのは、労働ではなく定年かもしれない
13
http://ranq-media.com/articles/590
テクノロジーの役割は人間をエンパワーメントすること
テクノロジーに置き換えらられることは、徹底してテクノロジーに任せ
人間にしかできないことに、人間の役割をシフトさせること
テクノロジーが人間をエンパワーする事例
丸1日掛けて水くみをしなくてはならない
井戸ができて水くみが不要になった
水くみの時間が学校の時間に置き換えられる
教育水準の向上
社会経済の発展
貧困からの解放
社会の平和と安定
近くに水がなく
生活ができない
超高齢化社会を人工知能やロボットで対応
人工知能やロボットを積極的に駆使し、労働生産性やQOL(Quality of Life)の向上が急務
DXを理解するために、
これだけは知っておきたい基礎知識
UI/UXとは何か
UI
人とデジタルをつなぐ窓口
User Interface
 直ぐに分かる
 使い易い
 迷わない など
UX
人とデジタルがつながることで得られる体験
User Experience
 とても便利
 もっと使いたい
 感動した など
UI UX
UI/UXとは何か
UI
人とデジタルをつなぐ窓口
User Interface
 直ぐに分かる
 使い易い
 迷わない など
UX
人とデジタルがつながることで得られる体験
User Experience
 とても便利
 もっと使いたい
 感動した など
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×良くないUI 〇良いUI
×良くないUI
ケチャップだとは
すぐに分からない。
×良くないUX
口を汚しやすく、少なく
なると使いにくい。
〇良いUI
ケチャップだとすぐ
分かる。
×良くないUX
口を汚しやすく、少なく
なると使いにくい。
〇良いUI
ケチャップだとすぐ
分かる。
〇良いUX
口を汚さず、最後まで
使い切ることができる。
データとUXとサービス
データ
 とても便利
 もっと使いたい
 感動した など
UX
体験価値
 ファンを増やす
 信頼を高める
 リピートさせる
ビジネス機会の創出
高速に改善と
アップデートを繰り返し
体験価値を維持する
サービス
属性データ
体験データ
生活データ
ビジネスの主役が、モノからコトへ
ハード
ウェア
中核的価値
是非とも
手に入れたい価値
ソフト
ウェア
サービス
附帯的価値
中核的価値を高める価値
体験価値
(UX)
を実装する
サービス ハードウェア
モノのビジネス コトのビジネス
商品は、魅力的なモノ
サービスは、ハードウェア
の機能や性能を維持する
ための修理やサポートなど
商品は、魅力的なUX
ハードウェアは、サービスを
利用するための手段としての
乗り物や道具など
データで、利用状況の
フィードバックを得て
高速に改善を繰り返す
プラットフォーマーと言われる企業の略称
GAFA
Google,Amazon,Facebook,Apple
FANGAM
Facebook,Amazon,Netflix, Google,Apple,Microsoft
GAFAM
Google,Amazon,Facebook,Apple,Microsoft
BAT
Baidu,Alibaba,Tencent
BATH
Baidu,Alibaba,Tencent,Huawei
米国系企業
中国系企業
FAANG
Facebook,Amazon,Apple, Netflix,Google
デジタル技術を駆使し、ビジネスでの圧倒的な支配力を持つ企業を、下記のように
まとめて呼ぶことがあります。
クラウド・サービスなどで使われる料金制度
サブスクリプション/サブスク
従量課金
月額定額制の料金制度
*もともとは、雑誌や新聞などの定期購読を意味することば
使った量(使用量)に応じて支払う料金制度
*電気料金や水道料金などのような支払い方
デジタルとは何か
デジタル化とは何か
アナログ Analog
連続量(区切りなく続く値を持つ量)
現実世界
私たちが生きている世界 身体を介して体験し、実感できる
IT Information Technology:情報技術
コンピューターやネットワークを実現し
それを活用するための技術
Physical World
デジタル Digital
離散量(とびとびの値しかない量 )
サイバー空間
コンピューターとネットワーク
で作られた世界 コンピューターやネットワークで扱える
Cyber Space
デジタル化
センサー・web・モバイル
などを介し
アナログをデジタルに
変換すること
デジタル化でできることと目指すこと
人間のやっていたことを、コンピュータでできるようにすること
 これまで1週間かかっていた申し込み手続きを5分で終わらせる
 顧客の行動(いま、どこで、何をしているのか)が分かる
 他のデジタル・サービスと一瞬にして連係できる
 膨大なデータの中にビジネスに役立つ規則や関係を見つけることができる
 業務の進捗、人の動き、ビジネスの状態が、リアルタイムに見える化される
デジタル化で できる こと
デジタル Digital
離散量(とびとびの値しかない量 )
サイバー空間
デジタル化で 目指す こと
顧客満足の向上
業績の改善
社員の幸福
アナログ Analog
連続量(区切りなく続く値を持つ量)
現実世界だけでは解決できない課題をデジタルを使って解決すること
現実世界
目的
自分は何をしたいのか?
手段
うまい、やすい、はやい
デジタル化がもたらすレイヤ構造化と抽象化
抽
象
的
具
体
的
カレー料理でしか使えない
アレンジができる
様々な料理に使える
OS
コンピューター
Windows
Linux
MacOSなど
プロセッサー
ストレージ
ネットワークなど
アプリケーション
業務専用のプログラム
ミドルウェア
データベース
認証基盤
通信制御など
コンテナやマイクロサービスなど
0101010101010
1010101001011
1110101010110
0011110011100
業務毎に異なる
複雑な作業手順
デジタル化とはレイヤ構造化と抽象化
個別業務ごとの担当者
や縦割りの組織
業務担当者や業務毎に個別最適化
変化への即応性や柔軟性に欠ける
具
体
的
デジタル化
個別業務アプリ
データベース
ERP
共通データ活用基盤
共通業務基盤
レイヤ構造化と抽象化により
階層や要素の組み替えが柔軟・迅速 抽
象
的
具
体
的
デジタル化とはレイヤ構造化と抽象化/社会構造の変化
デジタル
アナログ
デジタル化
デジタル化されたビジネス・モデルやビジネスプロセス
センサー・web・モバイルなどを介しアナログをデジタルに変換
個別業務アプリ
統合データベース データ
ソフト
ウェア
抽
象
的
具
体
的
変化が早く先を見通すことができない
お客様との
関係
社員との
関係
プラットフォーム
既存の業種や業界を越えた
競争や連携を生み出し
社会構造や競争原理
を変化させる
プラットフォーマーは
レイヤ構造化と抽象化を
業界や業種を越えて提供
共通データ活用基盤
共通業務基盤
「イノベーション」と「インベンション」の違い
イノベーション
Innovation
これまでにはなかった
新しい組合せを見つけ
新たな価値を産み出すこと
インベンション
Invention(発明)
これまでにはなかった
新しい「もの/こと」を創り
新たな価値を産み出すこと
高速な試行錯誤
高速なフィードバック
高速なアップデート
知識の蓄積
試行錯誤の繰り返し
ひらめき・洞察
2つのデジタル化:デジタイゼーションとデジタライゼーション
デジタイゼーション
Digitization
 アナログ放送→デジタル放送
 紙の書籍→電子書籍
 人手によるコピペ→RPA
効率化
ビジネス・プロセス
改善・改良・修正
コストや納期の削減・効率化
ビジネス・モデル
デジタライゼーション
Digitalization
 自動車販売→カーシェア/サブスク
 ビデオレンタル→ストリーミング
 電話や郵便→SNS・チャット
変革
事業構造の転換
新しい価値の創出
既存の改善
企業活動の効率向上と持続的な成長
既存の破壊
新たな顧客価値や破壊的競争力を創出
デジタル化と変革
変革前
写真屋
変革後
プロセスをそのままに効率化するのではなく
プロセス を再定義して新しい価値やビジネス・モデルを創出する
変革を伴うデジタル化
デジタライゼーション
デジタイゼーション
デジタル化によって生みだされる2つのビジネス領域
デジタル化できることは
全てデジタル化される
デジタルの渦
Digital Vortex
デジタル化できないことの
価値が高まる
デジタル化
領域の拡大
体験/感性
価値の提供
UXUser eXperience
デジタル・トランスフォーメーション
ビジネスの前提を再定義する
DXが注目される背景
異業種からの破壊者の参入が既存の業界を破壊する
UBER
airbnb
NETFLIX
Spotify
PayPal
タクシー・レンタカー業界
レンタル・ビデオ業界
ホテル・旅館業界
レコード・CD業界
銀行業界(決済・為替)
競争環境の変化
36
業界という枠組み
は存在する
一旦確立された
競争優位は継続する
破壊
業界の枠組みの中で起こる変化に適切に対処できれば
事業は維持され成長できる
加速するビジネス環境の変化、予期せぬ異業種からの参入
ひとつの優位性を維持できる期間は極めて短くなっている
ハイパーコンペティション
市場の変化に合わせて、戦略を動かし続けるしかない
VUCAとは何か
社会環境が複雑性を増し
将来の予測が困難な状況
現状の理解
結
果
の
予
測
困
難
困難
テクノロジーの進化や社会常識の変化など、価値観や
社会の仕組みなどが猛烈なスピードで変化し、先の見
通しを立てることが困難。変化の度合いや割合も大き
く、変動性を予想するのは難しくなっている
Uncertainty(不確実性)
Volatility(変動性)
イギリスのEU離脱、米中貿易戦、民族間紛争など、現
代を取り巻く情勢は、予断を許さなない状況であって、
さまざまなリスクに対応しなければならない状況に置
かれている。
Complexity(複雑性)
一つの企業、一つの国で解決できる問題が極端に少
なくなった。地球規模でパラメータが複雑に絡み
合っているため、問題解決は単純ではなく、より一
層困難なものになりつつある。
変動性、不確実性、複雑性がり、因果関係が不明、
かつ前例のない出来事が増え、過去の実績や成功例
に基づいた方法が通用しない時代となりつつある。
Ambiguity(曖昧性)
VUCA(ブーカ): 2016年のダボス会議(世界経済フォーラム)で使われ、注目されるようになった。昨
今は、ビジネスシーンでも一般的に使用されており、コロナ禍によって我々は身をもって体験している。働き
方や組織のあり方、経営などの方針に関わる考え方の前提にもなっている。
変化を直ちに捉え
現時点での最適を選択し
改善を高速に回し続ける
時間感覚の変化がビジネスを変えようとしている
ビジネス・モデル お客様との関係 働き方 情報システム
社会環境の変化が緩やかで中長期的な予測が可能 社会環境が複雑性を増し将来の予測が困難な状況
DXの定義
DXとはVUCAの時代に対応するための変革
管理・統率で組織力を発揮 自律した組織で圧倒的なスピード
DXの目的
デジタル技術を駆使
ビジネス・モデルやビジネスプロセス
のレイヤ構造化と抽象化
企業の文化や風土の変革
データドリブンと自律した組織への
大幅な権限委譲
未来を予測し
目標を定め
計画通り行動する
変化を直ちに捉え
現時点での最適を選択し
改善を高速に回し続ける
DXの定義
デジタル・トランスフォーメーション
2004年、スウェーデンのウメオ大学教授であるエリック・ストルターマンの提唱した概念
ITの浸透が、人々の生活をあらゆる面でより良い方向に変化させること
デジタル・ビジネス・トランスフォーメーション
2010年代、マイケル・ウェイドらによって提唱された概念
デジタル技術とデジタル・ビジネスモデルを用いて組織を変化させ、業績を改善
すること
経済産業省の定義するデジタル・トランスフォーメーション
2018年、経済産業省が公表した定義
企業がビジネス環境の激しい変化に対応し、データとデジタル技術を活用して、
顧客や社会のニーズを基に、製品やサービス、ビジネスモデルを変革するととも
に、業務そのものや、組織、プロセス、企業文化・風土を変革し、競争上の優位
性を確立すること
 デジタル・テクノロジーの進展により産業構造や競争原理が変化し、これに対処できなけ
れば、事業継続や企業存続が難しくなる
 競争環境 、ビジネス・モデル、組織や体制を再定義し、企業の文化や体質を変革すること
DXの定義
デジタル・トランスフォーメーション
2004年、スウェーデンのウメオ大学教授であるエリック・ストルターマンの提唱した概念
ITの浸透が、人々の生活をあらゆる面でより良い方向に変化させること
デジタル・ビジネス・トランスフォーメーション
2010年代、マイケル・ウェイドらによって提唱された概念
デジタル技術とデジタル・ビジネスモデルを用いて組織を変化させ、業績を改善
すること
経済産業省の定義するデジタル・トランスフォーメーション
2018年、経済産業省が公表した定義
企業がビジネス環境の激しい変化に対応し、データとデジタル技術を活用して、
顧客や社会のニーズを基に、製品やサービス、ビジネスモデルを変革するととも
に、業務そのものや、組織、プロセス、企業文化・風土を変革し、競争上の優位
性を確立すること
 デジタル・テクノロジーの進展により産業構造や競争原理が変化し、これに対処できなけ
れば、事業継続や企業存続が難しくなる
 競争環境 、ビジネス・モデル、組織や体制を再定義し、企業の文化や体質を変革すること
変化に俊敏に対応できる企業へと変わること
DXの目的
変化が早く、予測困難な社会
変化に俊敏に対応できる企業へと変わること
新規事業やビジネス・モデルの転換
業務改善やビジネス・プロセスの変更
デジタル前提の社会へ適応するために
高速にアップデートを繰り返すことが
できる文化や風土、仕組みを作ること
DXを支える
テクノロジー・トライアングル
インターネットに接続されるデバイス数の推移
億人
億台
台/人
2003年 2010年 2015年 2020年
世界人口
インターネット
接続デバイス数
一人当りの
デバイス数
63 68 72 76
5 125 250 500
0.08 1.84 3.47 6.50
「データの時代」とはどういうことか
加速度計センサー ジャイロセンサー
磁気センサー GPSセンサー
生体(指紋/顔)認証センサー
近接センサー
赤外線センサー
Soli(レーダー)センサー
LiDAR(レーザー・レーダー)センサー
CMOS(カメラ)センサー
ソーシャル・メディア
オンライン・ショッピング
オンライン英会話 など
現実世界のデジタルコピー
デジタル・ツイン
ビッグデータ
膨大・多様・加速度的増大
現実世界のものごとやできごとは
意図する/しないに関わらず
デジタル・データに置き換えられ
ネットに送り出される時代になった
サイバーフィジカルシステムとDX
データ収集
モニタリング
データ解析
原因解明・発見/洞察
計画の最適化
データ活用
業務処理・情報提供
機器制御
ヒト・モノ
クラウド・コンピューティング
日常生活・社会活動 環境変化・産業活動
現実世界/Physical World
サイバー世界/Cyber World
Cyber Physical System/現実世界とサイバー世界が緊密に結合されたシステム
高速
×
最適
デジタル
トランスフォーメーション
最適解
機器制御
指示命令
アドバイス
ものごと・できごと
データ
ものごと・できごと
データ
DXを支えるテクノロジー・トライアングル
現実世界/Physical World
Cyber Physical System/現実世界とサイバー世界が緊密に結合されたシステム
サイバー世界/Cyber World
予 測
最適解
ビジネス
の最適化
データ解析 データ活用
AI・機械学習 クラウド
機械学習・深層学習
AIチップなど
サーバーレス・コンテナ
SaaS・PaaSなど
データ収集
デジタル
ツイン
IoT
センサー・モバイル
自律制御など 現実世界の
デジタルコピー
5G
第5世代通信システム
デジタル化の進化
アナログ
現実世界
現実世界の課題を
現実世界のアナロ
グな手段で解決
デジタル
サイバー空間
人間とITが一体となって課題を解決する
現実世界の課題をITを駆使して作られたサイバー空間で解決し、現実世界でそれを利用する
デジタル・ツイン
を使って課題解決
IT
人間がITの支援を使って課題を解決する
現実世界の課題を人間が解決するときに、ITを使って、
効率化や省力化を実現する
効率化
省力化
デジタル×データ×AI が支える存続と成長のプロセス
データ
AI
デジタル
戦略を俊敏に変化させ続ける
戦術の最適化を維持し続ける
事業の存続と企業の成長
業務の自動化
示唆と洞察の提供
金鉱石を採掘
金鉱石
金の延べ棒
迅速な事実の把握
的確な未来の予測
変化に俊敏に対応するための
圧倒的なスピードの獲得
圧倒的なスピードで対処
DXのメカニズム
51
変化が早く、予測困難な社会
データから
変化を直ちに読みとる
これからの変化を予測
業務プロセスや業務機能を
レイヤ(階層)構造化し
各要素の抽象度を高める
業務プロセスやビジネス・モデルをデジタル化する
抽象化された要素を
ソフトウエアによって高速かつ柔軟に組み替え
変化への即応とイノベーションを生みだす
デジタル
既存事業
デジタル・トランスフォーメーション
DXの公式
業務プロセス
のデジタル化
ビジネスモデル
のデジタル化
対社外
対社内
リアルタイム
データ
ストック
データ
 事実の迅速な把握
 現実の理解と未来の予測
 AI、IoT、5Gなど
 圧倒的なスピードの獲得
 変化への柔軟性を獲得
 クラウド、アジャイル、DevOpsなど
レイヤ構造と抽象化
変化に俊敏に対応できる
企業に変わること
人間をエンパワーすること
デジタルにできることは徹底してデジタルに任せて
人間にしかできないことに徹底して役割をシフトする
スピード イノベーション
ITインフラストラクチャー
変化に俊敏に対処するための
クラウドを理解するために
知っておきたい基礎知識
情報システムの構造
業務や経営の目的を達成するための
仕事の手順
ビジネス・プロセス
情報システム
ビジネス・プロセスを効率的・効果
的に機能させるためのソフトウエア
アプリケーションの開発や実行に共
通して使われるソフトウエア
ソフトウエアを稼働させるための
ハードウェアや設備
アプリケーション
プラットフォーム
インフラストラクチャー
販売
管理
給与
計算
生産
計画
文書
管理
経費
精算
販売
管理
給与
計算
生産
計画
文書
管理
経費
精算
データベース
プログラム開発や実行を支援
稼働状況やセキュリティを管理
ハードウェアの動作を制御
ネットワーク
機器
電源設備
サーバー ストレージ
仮想
virtual
表面または名目上はそうでないが
実質的には本物と同じ
本来の意味
「仮想化」の本当の意味
本来の意味
仮想化
Virtualization
物理的実態とは異なるが、
実質的には本物と同じ機能を実現する仕組み
日本語での語感
虚像の〜
実態のない〜
It was a virtual promise.
(約束ではないが)実際には約束も同然だった。
He was the virtual leader of the movement.
彼はその運動の事実上の指導者だった。
仮想化とは何か
コンピュータのハードやソフト
物理的実態 実質的機能
自分専用の
コンピュータ・システム
周りの風景や建造物と
重ね合わされた情報
3Dで描かれた地図や
障害物や建物の情報
仮想マシン/仮想システム
仮想現実
仮想3Dマップ
仮
想
化
を
実
現
す
る
ソ
フ
ト
ウ
エ
ア
物理資源・物理機械
サーバーの仮想化 ストレージの仮想化
Java仮想マシン
データベースの仮想化
パーティショニング
分 割
アグリゲーション
集 約
エミュレーション
模 倣
仮想化 (Virtualization)
ひとつの物理資源を
複数の仮想資源に分割
複数の物理資源を
ひとつの仮想資源に分割
ある物理資源を
異なる資源に見せかける
仮想化の3つのタイプ
ソフトウェア化とはどういうことか(1)
掃除
機能
掃除
機械
レンジ
機能
レンジ
機械
テレビ
機能
テレビ
機械
作表
機能
文書作成
機能
会計管理
機能
汎用機械
オペレーティング・システム(OS)
家電製品 コンピュータ
専用一体 専用一体 専用一体
ソフトウェア
Software
ハードウェア
Hardware
ソフトウェア化とはどういうことか(2)
作表
機能
文書作成
機能
会計管理
機能
汎用機械
コンピュータ
オペレーティング・システム(OS)
スマートフォン コンピュータ
ソフトウェア
Software
ハードウェア
Hardware
電 話
アプリ
カメラ
アプリ
チャット
アプリ
汎用機械
スマートフォン
Android や iOS など
ソフトウェア化とはどういうことか(3)
一般的なシステム ソフトウェア化されたシステム
ソフトウェア
Software
ハードウェア
Hardware
個別・専用
システム構成
共用・汎用
システム構成
仮想化とソフトウェア化のための仕組み
仮想化 や ソフトウエア化 のための仕組み
使いたい機能や性能の組合せや変更の自由を実現
ソフトウェア化された情報システムの機能や性能を使うサービス
簡単・便利・いつでも/どこでもITの機能や性能をサービスとして使える仕組み
実質的に使える機能や性能
ネットワーク
専門的な
スキルや
ノウハウ
大規模・集中化・一元化・標準化
自動化などを駆使して、魅力的な
コストパフォーマンスを実現する
物理的なハードウェアや設備
インフラストラクチャー
プラットフォーム
アプリケーション
運用管理者
特定の業務処理
を行うためのソフトウェア
アプリケーションで共通に使う機能
を提供するソフトウエア
オペレーティングシステム
データベース管理システム など
販売管理システム
会計管理システム など
ソフトウエアを動かすための
ハードウェアや設備
ソフトウェア化するインフラ
SDI/Software Defined Infrastructure
ソフトウェア化されたインフラ
ハードウェア
CPU・メモリー・ストレージ・ネットワーク機器など
仮想化のためのソフトウェア
ハードウェアの機能や性能の配分と管理
仮想化されたハードウェア
指定した機能や性能の組合せを
本物のハードウェアと同じように使用できる状態
ソフトウェア化されたインフラ
物理的なインフラ
SDI:Software Defined Infrastructure
ソフトウェア化するインフラストラクチャー
物理的実態(バードウェアや設備)と実質的機能(仮想化されたシステム)を分離
物理的な設置・据え付け作業を必要とせず、ソフトウエアの
設定だけで、必要とするシステム構成を調達・変更できる。
ユーザーは柔軟性とスピードを手に入れる
標準化されたハードウェアやソフトウエアを大量に調達してシ
ステムを構成し、運用を自動化・一元化する。
運用管理者はコスト・パフォーマンスを手に入れる
*「抽象化」とは対象から本
質的に重要な要素だけを抜き
出して、他は無視すること。
仮想化の種類
仮想化の種類(システム資源の構成要素から考える)
仮想化
サーバーの仮想化
クライアントの仮想化
ストレージの仮想化
ネットワークの仮想化
デスクトップの仮想化
アプリケーションの仮想化
仮想LAN(VLAN)
SDN(Software-Defined Networking)
ブロック・レベルの仮想化
ファイル・レベルの仮想化
画面転送方式
ストリーミング方式
アプリケーション方式
ストリーミング方式
ハイパーバイザー方式
コンテナ方式/OSの仮想化
仮想PC方式
ブレードPC方式
システム利用形態の歴史的変遷
OS
OS
AP AP AP
AP AP AP
3 2 1
1950年代〜/バッチ 1960年代〜/タイムシェアリング
メインフレーム メインフレーム
ミニコン
OS
AP AP AP
OS OS
VM VM VM
1970年代〜/仮想化(仮想マシン)
メインフレーム
ミニコン
OS
AP AP AP
OS OS
1980年代〜/分散化
ミニコン
PCサーバー
OS
AP AP AP
OS OS
VM VM VM
2000年代〜/仮想化(仮想マシン)
PCサーバー
クラウド
(IaaS)
OS
AP
設定
AP
設定
AP
設定
コンテナ コンテナ コンテナ
2015〜/コンテナ
PCサーバー
クラウド
(PaaS)
メインフレームの時代
オープン・システムの時代
クラウドの時代
物理システム・仮想化・コンテナの比較
物理サーバー
(ハードウェア)
ミドルウェア
アプリ アプリ アプリ
ハイパーバイザー
仮想サーバー 仮想サーバー 仮想サーバー
物理システム 仮想化されたシステム
ミドルウェア ミドルウェア
物理サーバー
(ハードウェア)
物理サーバー
(ハードウェア)
ストレージ
CPU
メモリ
ストレージ
CPU
メモリ
ストレージ
CPU
メモリ
物理サーバー
(ハードウェア)
ミドルウェア
アプリ アプリ アプリ
ミドルウェア ミドルウェア
OS
コンテナ・システム
物理サーバー
(ハードウェア)
ミドルウェア
アプリ アプリ アプリ
ミドルウェア ミドルウェア
ライブラリ
環境変数
ライブラリ
環境変数
ライブラリ
環境変数
コンテナ管理システム
コンテナ コンテナ コンテナ
カーネル
OS
OS
OS OS
OS
OS
仮想マシンとコンテナの稼働効率
ハードウェア
仮想マシン
ミドルウェア
OS
仮想マシン
OS
仮想マシン
OS
ミドルウェア ミドルウェア
ハードウェア
OS
コンテナ管理機能
カーネル
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
カーネル カーネル カーネル
ライブラリ
環境変数
ライブラリ
環境変数
ライブラリ
環境変数
コンテナ
仮想マシン
アプリケーション アプリケーション アプリケーション
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
コンテナのモビリティ
ハードウェア
OS
コンテナ管理機能
カーネル
いま使っているシステム環境
71
ハードウェア
OS
コンテナ
管理機能
カーネル
ハードウェア
OS
コンテナ
管理機能
カーネル
ハードウェア
OS
コンテナ
管理機能
カーネル
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
ミドルウェア
アプリ
ライブラリ
環境変数
コンテナ
コンテナ・レベルで稼働は保証されている
他のシステム環境
モビリティの高いコンテナ
デバイス
エッジ
サーバー
オンプレミス
サーバー
クラウド
ハードウェアやOSに依存することなくソフトウェア機能を配置・移動できる
コンテナをRaspberry Piで動かすサービス
Amazon ECS(Elastic Container Service)互換を
実現するAmazon ECS Anywhereと、Amazon EKS
(Elastic Kubernetes Service)互換を実現する
Amazon EKS Anywhereをリリース(予定)
クラウド・コンピューティング
コンピュータ利用の常識を変える
クラウドの使われ方と戦略
クラウドを使うことの狙い
75
構築や運用からの解放
最新テクノロジーの早期実装
資産から経費へのシフト
 アプリケーションの質的向上にリソースをシフトできる
 ビジネス・スピードの加速に迅速柔軟に対応できる
 試行錯誤が容易になってイノベーションを加速する
 テクノロジーの進化をいち早くビジネスに取り込める
 初期投資リスクが削減でき、IT活用範囲を拡大できる
 ビジネス環境の変化に柔軟に対応できる
ビ
ジ
ネ
ス
の
成
果
に
直
接
貢
献
す
る
銀行システムにおけるクラウド活用の動き
日本ユニシスとマイクロソフト、「BankVision
on Azure」実現に向け共同プロジェクトを開始
2018年3月23日
日本ユニシス株式会社と日本マイクロソフト株式会社
は23日、日本ユニシスのオープン勘定系システム
「BankVision」の稼働基盤として、Microsoft Azureを
採用するための取り組みを推進するため、共同プロ
ジェクトを4月から開始すると発表した。
いかに費用を抑え、最新技術も取り入れた上で短期間
でのシステム開発を行うかという課題に対応するため、
クラウドを選択。現在はクラウド最大手の米アマゾン
ウェブサービスと組み、業務システムの一部から移行
を進めている。
5年間で100億円のコスト削減
1000超のシステムの約半分をクラウド化
週刊ダイヤモンド 2017.5.17
https://diamond.jp/articles/-/128045
クラウド・バイ・デフォルト原則
政府情報システムにおけるクラウドサービスの利用に係る基本方針(案)
クラウド・バイ・デフォルト原則(クラウドサービスの利用を第一候補)
 政府情報システムは、クラウドサービスの利用を第一候補として、その検討を行う
 情報システム化の対象となるサービス・業務、取扱う情報等を明確化した上で、メリット、開発の規模及び経費等を基に検討を行う
https://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/cio/dai77/siryou.html
Step0:検討準備
クラウドサービスの利用検討に先立ち、対象となるサービス・業務及び情報といった事項を可能な限り明確化する。
Step1:SaaS(パブリック・クラウド)の利用検討と利用方針
サービス・業務における情報システム化に係るものについて、その一部又は全部が SaaS(パブリック・クラウド)により提供されてい
る場合(SaaS(パブリック・クラウド)の仕様に合わせ、サービス・業務内容を見直す場合も含まれる。)には、クラウドサービス提
供者が提供する SaaS(パブリック・クラウド)が利用検討の対象となる。
Step2:SaaS(プライベート・クラウド)の利用検討
サービス・業務における情報システム化に係るものについて、その一部又は全部が、府省共通システムの諸機能、政府共通プラット
フォーム、各府省の共通基盤等で提供されるコミュニケーション系のサービスや業務系のサービスを SaaS として、当該サービスが利用
検討の対象となる。
Step3:IaaS/PaaS(パブリック・クラウド)の利用検討と利用方針
SaaS の利用が著しく困難である場合、又は経費面の優位性その他利用メリットがない場合については、民間事業者が提供する
IaaS/PaaS(パブリック・クラウド)が利用検討の対象となる。
Step4:IaaS/PaaS(プライベート・クラウド)の利用検討
IaaS/PaaS(パブリック・クラウド)の利用が著しく困難である場合、又は経費面の優位性その他利用メリットがない場合については、
サーバ構築ができる政府共通プラットフォーム、各府省独自の共通基盤等を IaaS/PaaS として、当該サービスが利用検討の対象となる
オンプレミス・システムの利用検討
評価対象としたアプリケーション
アンケート登録/集計システム
クラウド・サービスの「作り方」による費用の違い
サーバー(物理マシン)×9台
+データベース等のライセンス
+インフラ、DBなどの環境構築
+運用管理業務
+設置場所(場所+電源+空調等)
購入費用 :数千万円
年間保守料 :数百万円
年間運用量 :数百万円
年間使用料 : ー
ハードウェアを所有 クラウド・サービスを使用
サーバー(仮想マシン)×9台
+データベース等のライセンス
+インフラ、DBなどの環境構築
+運用管理業務
× 設置場所(場所+電源+空調等)
購入費用 : ー
年間保守料 : ー
年間運用量 : ー
年間使用料 :254,980円
ハードウェアを所有する場合と変
わらないシステム構成と運用方法
実行環境を移行しただけ
システムの構成や運用方法などの設計・方式は同じ まったく異なる設計・方式
アンケート入力・集計・レポートのサービスとして、できることは同じ
サーバー(仮想マシン)×4台
購入費用 : ー
年間保守料 : ー
年間運用量 : ー
年間使用料 :198,691円
× データベース等のライセンス
△インフラ、DBなどの環境構築
△ 運用管理業務
× 設置場所(場所+電源+空調等)
無償のDNSや監視、低料金のデー
タベースなどのサービスを利用
一部をクラウドのサービスに代替
サーバーの構築・運用は不要
購入費用 : ー
年間保守料 : ー
年間運用量 : ー
年間使用料 :907円
× データベース等のライセンス
× インフラ、DBなどの環境構築
× 運用管理業務
× 設置場所(場所+電源+空調等)
サーバーレス方式と言われるまっ
たく異なる実行方式を採用
クラウド・ネイティブで再構築
ハードウェアを所有し、設置場所
とその運営も自社責任
クラウド利用における責任の所在と狙い
プラットフォーム
アプリケーション
インフラストラクチャー
クラウド
サービス
事業者
クラウド
サービス
事業者
クラウド
サービス
事業者
PaaS IaaS
SaaS
ユーザー
自社所有
ユーザー
ユーザー
特定の業務処理
を行うためのソフトウェア
アプリケーションで共通に使う機能
を提供するソフトウエア
ソフトウエアを動かすための
ハードウェアや設備
業務プロセス/処理 ユーザー ユーザー ユーザー ユーザー
 機能や性能の改善
 セキュリティ
 運用管理
 稼働監視
 トラブル対応
 バックアップ など
Software
as a Service
Platform
as a Service
Infrastructure
as a Service
SaaS>PaaS>IaaS
ユーザーの負担が減少
事業の効率化や競争力の向上
のために経営資源を積極配分
事 業
システムの構築や運用
管理、セキュリティな
ど付加価値を生みださ
ない負担を軽減する
変わる情報システムのかたち
戸建・定住
新築
建売り
建設業
一括売り切り
住み替え
リフォーム
賃貸
サービス業
継続支払い
クラウドの役割と
コンピューティングの新しい常識
ネットワーク
インターネットや専用回線
コレ一枚でわかるクラウド・コンピューティング
インフラストラクチャー
プラットフォーム
アプリケーション
計算装置 記憶装置 ネットワーク
データ
ベース
運用管理
プログラム
実行環境
プログラム
開発環境
認証管理
電子
メール
SNS
新聞
ニュース
ショッピング 金融取引
財務
会計
施設や設備
「クラウド・コンピューティング」という名称の由来
アプリケーション
プラットフォーム
インフラ
クラウド(Cloud)
=ネットワークあるいはインターネット
ネットワークの向こう側にあるコンピュータ(サーバー)を
ネットワークを介して使う仕組み
クラウド・コンピューティング
Cloud Computing
クラウドによる新しいIT利用のカタチ
スペース:設置場所の制約
コスト
利用量・使う機能
に応じた課金
アジリティ
追加・変更
の柔軟性
スケール
規模の伸縮
弾力性
クラウド・コンピューティング
Cloud Computing
システム構築・運用
の負担軽減
アプリケーション展開
のスピードアップ
 徹底した標準化
 大量購入
 負荷の平準化
 APIの充実・整備
 セルフサービス化
 機能のメニュー化
クラウド・コンピューティングのビジネス・モデル
クラウド・コンピューティング
オンデマンド
従量課金
自動化・自律化
システム資源
の共同購買
サービス化
低コスト 俊敏性 スケーラビリティ
仮想化とソフトウエア化の仕組み
クラウドの定義
クラウドの定義/NISTの定義
クラウド・コンピューティングは
コンピューティング資源を
必要なとき必要なだけ簡単に使える仕組み
配置モデル
サービス・モデル
5つの重要な特徴
米国国立標準技術研究所
「クラウドコンピューティングとは、ネットワーク、サーバー、ストレージ、アプリケーション、サービスなど
の構成可能なコンピューティングリソースの共用プールに対して、便利かつオンデマンドにアクセスでき、最小
の管理労力またはサービスプロバイダ間の相互動作によって迅速に提供され利用できるという、モデルのひとつ
である (NISTの定義)」。
クラウドの定義/サービス・モデル (Service Model)
アプリケーション
ミドルウェア
オペレーティング
システム
インフラストラクチャ
PaaS
Platform
as a Service
Infrastructure
as a Service
Software
as a Service
SaaS
Salesfoce.com
Google Apps
Microsoft Office 365
Microsoft Azure
Force.com
Google App Engine
Amazon EC2
IIJ GIO Cloud
Google Cloud Platform
アプリケーション
ミドルウェア & OS
設備 &
ハードウェア
プ
ラ
ッ
ト
フ
ォ
ー
ム
IaaS
ハイブリッド・クラウド
複数企業共用
パブリック・クラウド
クラウドの定義/配置モデル (Deployment Model)
プライベート・クラウド
個別企業専用
個別・少数企業 不特定・複数企業/個人
LAN LAN
インターネット
特定企業占有
ホステッド・プライベート・クラウド
固定割当て
LAN
専用回線・VPN
LAN
ハ
イ
ブ
リ
ッ
ド
ク
ラ
ウ
ド
ベンダーにて運用、ネット
ワークを介してサービス提供
パブリック
クラウド
自社マシン室・自社データセ
ンターで運用・サービス提供
プライベート
クラウド
5つの必須の特徴
人的介在を排除
無人
システム
TCOの削減
人的ミスの回避
変更への即応
ソ
フ
ト
ウ
ェ
ア
化
さ
れ
た
イ
ン
フ
ラ
ス
ト
ラ
ク
チ
ャ
調
達
の
自
動
化
運
用
の
自
動
化
オンデマンド・セルフサービス
幅広いネットワークアクセス
迅速な拡張性
サービスの計測可能・従量課金
リソースの共有
注:SaaSやPaaSの場合、絶対条件ではない。
ハイブリッド・クラウドとマルチ・クラウド
プライベートとパプリックを組み合わせ、1つの仕組みとして機能させる使い方
ハイブリッド
クラウド
異なるパブリックを組み合わせ、最適な機能やサービスを実現させる使い方
マルチ・クラウド
クラウドの不得意を理解する
93
【低遅延】短い遅延時間が求められる業務は、
ネットワークの地理的距離の遠くなると不利
なので、同一場所で完結させた方がいい
 証券市場においてデータ基に1秒で数千回の売買注文を行
うような高頻度取引(HFT:High Frequency Trading)
 工場の製造現場で、直ちに良/不良を見分けて、不良品を
排除する品質管理工程の自動化
 自動車の自動運転における事故の回避判断と回避行動の連
動 など
データが発生する、あるいは処理を行う場所が同じ
場所/同じ装置の中で実行し、データを送る距離を
短くし、データが発生する現場でデータを処理する
【大量データ転送】現場で大量のデータが発
生し、それを保管、処理しなければならない
場合は、それらを全てクラウドに送り出すと、
回線料金が莫大になるため、同じ場所で保管、
処理させた方がいい
 大量のセンサーからデータを取得し、それを利用して業務
を行う
 工場の機械の動作履歴を検査や改善のために使う業務 な
ど
サイバー・セキュリティ
デジタル時代の危機に対処するための
サイバー・セキュリティ対策
に求められる変化
攻撃サービスの低価格化と攻撃機会の増加
Ransomware:
Zero-days:
Breaching services
on a per job basis:
Exploit kits:
Loads (compromised device):
Spearphishing services:
Compromised accounts:
Denial of Service:
Highest average price
大きなコストをかけて攻撃するのは
国家スポンサーのサイバーテロ攻撃のみ
対症療法では問題は解決しない
ファイヤーウォールとVPNのセキュリティ・リスク
2020/8/24掲載
テレワーク、VPN暗証番号流出 国内38社に不正接続
日立化成や住友林業など国内の38社が不
正アクセスを受け、テレワークに欠かせな
い社外接続の暗証番号が流出した恐れがあ
ることが分かった。第三者が機密情報を抜
き取ったり、ウイルスをばらまいたりする
2次被害が予想される。事態を重く見た内
閣サイバーセキュリティセンター
(NISC)も調査に乗り出しており、企業
は対策が急務となっている。
*中略*
悪意ある第三者に情報が渡れば、VPNを
伝って各社の基幹システムへの侵入が可能
となる。各社は「社員情報の流出などの被
害は確認していない」(住友林業)と口を
そろえる。だが特別な対策を取らないと、
社員を装って社内情報を盗み見したり、内
部からサイバー攻撃を仕掛けたりできる状
態だという。
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO62994110U0A820C2MM8000/
80億を超えるパスワードが流出か
セキュリティメディア『CyberNews』は、ハッ
カーフォーラムに80億を超えるパスワードが
流出したと報じた。これが事実であれば、
インターネット史上最大規模となる
ハッカーがフォーラムに投稿したデータは、
100GBにものぼる超巨大なテキストファイル
だ。そしてコメント欄で「パスワードは6~
20文字の範囲で、ASCII文字(アスキー文字)
を使用したもののみ収集した」と述べ、リ
ストには820億のパスワードが含まれると主
張した。
しかし『CyberNews』の調査によると、その数
は10分の1の、84億ほどだという。それでも、
世界のインターネット利用者は約47億人とさ
れており、利用人口のおよそ2倍にものぼる
情報が流出したことになる
インターネット史上最大規模?80億を超えるパスワードが流出か
https://news.yahoo.co.jp/articles/efbb3cb5f22ca32cfb16e8d4c1ab81b46e8e18fa
パスワード認証のリスク
100
ID/パスワードによる認証:
利用している本人が本人であることを証明するための仕組み
ID/パスワードを搾取 ファイヤ
ウォール
社内
ネットワーク
VPN
1. 複雑なパスワードを使う
 文字数を長くする。
 文字の種類を増やす。英字(大文字、小文
字)、数字、特殊文字を組み合わせる。
2. 定期的に変更する
 3カ月に一度変更する。
3. 一度使ったパスワードは使わない
 過去3回までに使ったパスワードは使えない。
 一度使ったパスワードは二度と使えない。
「複雑なパスワード」と「定期的なパスワード変更」は意味がない
ID/パスワードが簡単にる
人間の記憶力に依存しまた再利用が可能なため
 一人当たり平均27個のオンラインアカウントを保持
している
 それぞれのアカウントのパスワードを複雑化し、全
てのアカウントに紐づいているパスワードを違うも
ので設定し、覚えておくということができない。
 毎日アクセスするために、「覚えやすい簡単なパス
ワードにする」「同じパスワードを使い回す」「メ
モを書いておく」
ID/パスワード・VPN・
ファイヤウォールが役立たない
サイバー・セキュリティ
知っておきたい基礎知識
本人認証の方法と多要素認証
102
知識認証
What you know?
あなたが知っている何か
所持認証
What you have?
あなたの持っている何か
生体認証
What you are?
あなた自身の何か
ID/パスワード など
ICカード
ワンタイムパスワード用トークン
携帯電話(デバイス)認証 など
指紋認証
顔認証
静脈パターン認証
虹彩認証
声紋認証
網膜認証 など
認証方式 方法例
組合せの例
1234
暗証番号
銀行カード
静脈認証
多要素認証
MFA/Multi Factor Authnetication
3要素のうち2つ以上を
正しく組み合わせること
認証に関わる基本的な用語
103
姓名
性別
生年月日
住所
勤務先
役職
電話番号
メールアドレス
位置情報 など
メーカー
機種名
型番
所有者
OSの種別
FQDN名
IPアドレス
MACアドレス
設置場所 など
主体/実体のこと。人、組
織、デバイス、サービスな
ど、属性を管理する単位
エンティティ
エンティティに関する属性
情報の集合。「アイデン
ティティ情報」とも言う
アイデンティティ
エンティティが確かにアイデンティ
ティ情報と結びついたエンティティで
あることを証明するための情報
クレデンシャル
人
コンピュータ
エンティティ、あるいはアイデンティ
ティ管理システムしか知らない情報:
パスワード、PINなど
エンティティしか知らない、あるいは
持っていないことを他のシステムが確
認できる情報:署名鍵と検証鍵のペア
など
当該エンティティとそれ以外のエン
ティティが知っている情報:ユーザー
名、母親の旧姓など
アイデンティティ情報を含むデジタ
ル・データ:X509形式の証明書、ID
トークンなど
上記の任意の組合せ
PII Personally Identifiable Information
エンティティが人である場合、個人識
別可能な属性情報の組み合わせ
デジタルアイデンティティ
アイデンティティを電子的に表
現したもの
・・・
認証プロセス
104
姓名
性別
生年月日
住所
勤務先
役職
電話番号 など
エンティティ 認証済みアイデンティティ
*クレデンシャル
を含む
認証サーバー
username
password
geo-location
device-info
など
アイデンティティ情報
アデンティティ・レジスター
認証要求者のアイデンティティ情報
を特定し、クレデンシャルを保持し
ていることを検証することで、当該
エンティティが主張するアイデン
ティティ情報との同一性を検証する
認証/エンティティ認証 姓名
性別
生年月日
住所
勤務先
役職
電話番号 など
エンティティと
アイデンティティが
一致したことを確認
システムやアプリケーション
システムやアプリケーションなどのリソースにアクセスすることを許可
*クレデンシャル
を含む
ゼロトラストという考え方
セキュリティの考え方の変化・境界防衛モデル
従来のセキュリティの考え方
境界防衛モデル
クラウド
サービス
信頼できるネットワークがある
安全な社内ネットワークに
入ることを重視する
ネットワークの出入口
ファイヤーウォール
ネットワーク境界を
守れば安全
社外=悪
社内=善
VPN
 暗号化された通信
 安全な外部アクセス
IDとパスワード
本人であることを認証
インターネット経由の外部からのアクセスは
ファイヤーウォールを経由してクラウドにアクセス
少人数
主に出張者
インターネット
働く場所と端末の多様化
セキュリティの考え方の変化・境界防衛モデルの破堤
従来のセキュリティの考え方
境界防衛モデル
クラウド
サービス
インターネット
信頼できるネットワークがある
安全な社内ネットワークに
入ることを重視する
ネットワークの出入口
ファイヤーウォール
ネットワーク境界では
では守れない
社外=悪
社内=善
IDとパスワード
本人であることを認証
クラウド利用の拡大
脅威の巧妙化と分散化(内外からの不正)
全社員
アクセス&
デバイス
種類と台数の増大
手段の巧妙化と多様化により
内部への不正侵入を防げない
IDとパスワードが盗まれ
VPNへの侵入を防げない
クラウドサービス
の利用拡大
VPN
セキュリティの考え方の変化・ゼロトラストモデル
クラウド
サービス
インターネット
ID認証サービス
信頼できるネットワークがない
全てのリソース(デバイス・ユーザー・ファイル等)
を安全に利用するコトを重視する
社内か社外かを区別しても意味がない
トラスト ネットワーク
ファイアウォールで守られたLAN/VPN
信頼できなくなった/侵害されていることが前提
ゼロ
これからのセキュリティの考え方
ゼロトラスト・モデル
ユーザー・デバイスの信頼性・リスクを常時チェック
社内か社外を問わず共通ポリシーで一元的に認証
社内ネットワークの通信の中身も常時チェック
ゼロトラスト・ネットワークによるセキュリティ
リソース
業務システム、ファイルなど
エンドポイント
デバイス/パソコン、スマートフォンなど
アイデンティティ
ユーザーのアイデンティティ情報
とクレデンシャル
ネットワーク
回線、VPN、フィヤーウォールなど
リソース使用者を明らかにし
間違えなく本人であることを特定
エンドポイント(デバイス)
のリスクと信頼性
信頼が確認されたエンドポイントで
認証されたアイデンティティが
要求したリソースのみにアクセスできる状態を作る
ネットワークに依存せず、この3つの関係をセッション毎に確認し
不確さを動的に排除してリスクを低減する
ゼロトラスト・ネットワーク
信頼できるネットワークがない
境界防衛モデルとゼロトラスト・モデル
境界防衛モデル
クラウド
サービス
信頼できるネットワークがある
安全な社内ネットワークに
入ることを重視する
ネットワークの出入口
ファイヤーウォール
社外=悪
社内=善
クラウド
サービス
信頼を確認
ID認証サービス
信頼できるネットワークがない
全てのリソース(デバイス・ユーザー・ファイル等)
を安全に利用するコトを重視する
インターネット インターネット
社内か社外
を区別せず
これからのセキュリティの考え方
ゼロトラスト・モデル
従来のセキュリティの考え方
社内か社外
を区別する
ユーザーに意識させない・負担をかけないセキュリティ
Security Orchestration Automation Response
SOAR セキュリティ製品間の連携 手動 → 自動 自動調査&対処
自動化
いつでも/どこでも 安心・安全にITの利便性を享受
ユーザーに
意識させない・負担をかけない
IoT/モノのインターネット
これからのビジネス基盤となる
サイバーフィジカルシステムとIoT
データ収集
モニタリング
データ解析
原因解明・発見/洞察
計画の最適化
データ活用
業務処理・情報提供
機器制御
ヒト・モノ
クラウド・コンピューティング
日常生活・社会活動 環境変化・産業活動
現実世界/Physical World
サイバー世界/Cyber World
Cyber Physical System/現実世界とサイバー世界が緊密に結合されたシステム
アナログな現実世界のものごとやできごとを
デジタル・データで捉えデジタル・ツイン
(現実世界のデジタル・コピー)を作る
狭義のIoT
デジタルとフィジカルが一体となって
高速に改善活動を繰り返す状態を実現
ビジネスの最適化を維持する
広義のIoT
IoTが生みだす2つのループ
現実世界のデジタル・コピー
デジタル・ツイン
規則や関係
の見える化
未来予測・最適解
インサイト・示唆
機器制御・指示命令・アドバイス
最適化ループ
効率・省エネ・生産性・時短・コスト削減など
イノベーション
変革ループ
UX(体験価値)向上、新たな連携、利便性向上、驚き・感動など
IoTが生みだす2つのループ
現実世界のデジタル・コピー
デジタル・ツイン
規則や関係
の見える化
未来予測・最適解
インサイト・示唆
機器制御・指示命令・アドバイス
最適化ループ
効率・省エネ・生産性・時短・コスト削減など
イノベーション
変革ループ
UX(体験価値)向上、新たな連携、利便性向上、驚き・感動など
センサー
 センサー・チップ
 センサーネットワーク
 センサー・フュージョン など
クラウド
 データの収集・蓄積
 計算処理能力の提供
 アプリケーション など
AI(機械学習)
 データの分析
 最適解の導出
 規則性や関係性の見える化 など
5G(第5世代移動通信システム)
 高速・大容量
 他端末接続
 低遅延 など
アジャイル開発・DevOps
 現場のフィードバックをうけて高速に改善
 ニーズの変化に俊敏な対応
 バグフリー・高品質なソフトウエア開発 など
AIチップ
 自律制御
 自律連携
 リアルタイム処理 など
IoTの目指していること
調整や連携:打合せ
調整や連携:打合せ
調整や連携:打合せ
Input :人間→紙の書類
Output:紙の書類→人間
Input :人間→コンピュータ
Output:コンピュータ→人間
Input :機械→コンピュータ
Output:コンピュータ→機械
デジタル化前
人間が主体で行う仕事を
機械が支援する
機械が支援して人間が仕事をする
調整や連携:機械同士
Input :機械→機械
Output:機械→機械
管理 :コンピュータ
目標設定:人間
デジタル化後
自律制御
監視・指示
データ+機械学習
機械にできることは
徹底して機械に任せ
人間しかできないことを
人間が行う
機械と人間が一緒に仕事をする
自律制御
H2H Human to Human
M2H Machine to Human
M2M Machine to Machine
社会基盤のシフト 「モノ」の価値のシフト
IoTがもたらす2つのパラダイムシフト
1. 現実世界のデジタル・データ化
2. ビッグデータを使ったシミュレーション
3. 現実世界へのフィードバック
1. 「ハード+ソフト」がネットワーク接続
2. モノとクラウド・サービスが一体化
3. システム全体で価値を生成
ハードウェア
ソフトウェア
ハードウェア
モノの価値は、
ハードウェアからソフトウェアへ
そしてサービスへとシフト
アナリティクス
人工知能+シミュレーション
アプリケーション
クラウド・サービス
ビッグデータ
現実世界のデジタルコピー
現実世界のデジタルデータ化
IoT
デジタル・ツインの実現 「モノ」のサービス化
インターネット
クラウド・サービス
デジタルツイン
電脳世界
(Cyber World)
現実世界
(Physical World)
Cyber-Physical System
スマートフォン
自動車 ウェアラブル 家電
スマートメーター
263
Kw
○×電力
様々なアクティビティ
スマートフォン
自動車 ウェアラブル 家電
スマートメーター
263
Kw
○×電力
様々なアクティビティ
データ
最適解
シミュレーション
デジタル・ツインを使って最適解を導出
モノのサービス化
モノの価値は、
ハードウェアからソフトウェアへ、
そしてサービスへとシフト
ハードウェア
ソフトウェア
サービス
機能・性能を随時更新可能
機能・性能の固定化
機能・性能を継続的更新可能
モノの価値を評価する基準がシフト
 機構が複雑になり、部品の数も増えて、コストが嵩む
 故障が多く、保守・サポートの体制やコストの負担が増える
 機能追加には、設計や製造工程を変更を伴ひ、迅速対応は困難
「モノ」のサービス化
自動車メーカー 航空機メーカー 工作機械メーカー
アナリティクス
ソフトウェア改修
データ
収集
ソフトウェア
配信
新
規
開
発
制御ソフトウェア
アナリティクス
ソフトウェア改修
データ
収集
ソフトウェア
配信
新
規
開
発
制御ソフトウェア
アナリティクス
ソフトウェア改修
データ
収集
ソフトウェア
配信
新
規
開
発
制御ソフトウェア
運行データ
走行データ 作業データ
制御 制御 制御
遠隔からの保守点検・修理、自律化機能による自己点検や修復、ソフトウェア更新による機能・性能・操作性の改善
インターネット
使 用
の現場 センサー コンピュータ ソフトウエア
モノ・製品
モノのサービス化の本質
ものづくり
の現場
開 発
製 造
保守
サポート
ソフトウェア
改修・更新
インターネット
直
結
・
連
係
クラウド
モノのサービス化がもたらすイノベーション
122
ソフトウェア
ハードウェア
ソフトウェア
ハードウェア
ソフトウェア
買ったときの機能
=全機能
買ったときの機能
+買った後に追加される機能
=進化する機能
進化するモノ タイムマシン化するモノ
サービス サービス サービス
サービス
クラウド
過去 現在 未来
アナリティクス(統計/人工知能)
ビッグデータ
クラウドにつながることで
無限のリソースと
様々なサービスを
機器が手に入れる
ビッグデータを分析することで
過去から原因・理由を探る
現在の出来事を知る
未来を予測する
賢くなるモノ
「モノのサービス化」ビジネス
コア・ビジネス
 既存ビジネス
 蓄積されたノウハウ
 確実な顧客ベース
付加価値ビジネス
 収益構造の多様化
 既存ノウハウの活用
 顧客ベースの囲い込み
新規ビジネス
 顧客価値の拡大
 ノウハウの創出
 顧客ベースの拡大
製造・販売
製造・販売 製造・販売
走行距離に応じた
従量課金サービス
Pay by Mile
出力×時間に応じた
従量課金サービス
Pay by Power
工事施工
自動化サービス
Smart Constriction
建設機械
遠隔確認サービス
KOMTRAX
安全・省エネ運転
コンサルティング
予防保守・交換
燃料費節約
コンサルティング
予防保守・交換
ビジネスス・モデルの変革
VISION-S Prototype WOVEN City
e-palette
エンターテイメント・デバイス
エンターテイメント空間として
サービスを提供するためのデバイス
サービス・プラットフォームとして
コネクテッドな時代の
社会・生活空間として
コネクテッドな時代のビジネスの可能性・新たな生き残り戦略の模索
顧客価値
価値実装
体験
更新
 心地良い・使い易い
 もっと使いたい
 ずっと使い続けたい
 継続的な改善
 最適を維持
 顧客の期待を先回り
UX
ソフトウエア
「モノのサービス化」の構造
機能
仕様
モ
ノ
づ
く
り
ハードウェア
UI
サービス・ビジネスとは、コトの価値を提供し続けるビジネスのこと
コ
ト
づ
く
り
モノのビジネスとコトのビジネス
ハード
ウェア
中核的価値
是非とも
手に入れたい価値
ソフト
ウェア
サービス
附帯的価値
中核的価値を高める価値
体験価値
(UX)
を実装する
サービス ハードウェア
モノのビジネス コトのビジネス
魅力的なモノを作り
修理やサポートなどの
サービスで
ハードウェアの
機能や性能を維持する
魅力的なUXを実装し
乗り物や道具などの
ハードウェアで
サービスの
利用を実現する
データで利用状況の
フィードバックを得て
高速に改善を繰り返す
ビジネス価値の比較
ハードウェア
車両本体
ソフトウェア
制御系
サービス
保守・点検・修理
自動車メーカー
ハードウェア
車両本体
ソフトウェア
サービスの実装
制御系のスマート化
サービス
モビリティ・サービス
生活サービス など
保守・点検・修理の価値向上
ソフトウェアによって実装
汎用部品化
モジュラー化
機能・操作の
ソフトウェア化
サービス価値を高めて
ビジネスを差別化
モビリティ & X
サービス事業者
ビジネス・プロセスの
ソフトウェア化
高速
改善
欠陥
ゼロ
要求
品質
5G (次世代移動体通信システム)
次代を支えるデータ連係基盤
1G 2G 3G 4G 5G
音声 テキスト データ 動画
あらゆるモノがつながることを前提とした
社会課題の解決
通信・コミュニケーションの性能向上
移動体通信システムの歴史
1979〜 1993〜 2001〜 2012〜
2020〜
9.6Kbps 28.8〜384Kbps 2.4〜14.4Mbps 0.1〜1Gbps
10Gbps〜
5Gのビジネスの適用領域
データ量超増大 × 即時性向上
1通信あたりのデータの嵩が増える
 リッチ化する:高精細や高音質になり臨場感、没入感
が増す
 多角化する:同時に取り扱える情報の選択肢が増える
1通信あたりのデータの種類が増える
 制御用の情報(センサーやカメラからの情報)が増え
る:自動○○が実現する
 参考可能な情報(ログ情報)が増える:パーソナライ
ズのパターンが増える、レコメンドの精度が向上する、
対象への理解が深まる
タイムラグがほぼ無くなる
 距離の制約が消える:各地に散らばる人たち同士で同
時に何かやる、今やった/起きたことをすぐに取り込
んですぐ活かす
社会(利便性)向上系
医療分野
 超高信頼低遅延通信の実現で移動中や遠隔地の高度診療が可能になり、
医療格差が解消される
農林水産分野
 超大量端末同時接続の実現で作物や家畜などの状況を把握するセン
サーと散水・薬剤散布や給餌を実施するロボットやドローンの制御が
可能になり、減少する従事人口を補える
土木建築分野
 超大量端末同時接続と超高信頼低遅延通信の実現によって遠隔制御が
可能になり、危険度が高い高所・鉱山・災害地などの現場での安全な
作業が確保でき、またドローンの活用による高精度測量などの精度が
向上する
生活分野
 自動運転と遠隔制御によって、細分化された公共交通が実現する
 センサー情報を駆使して状況を把握する店舗運営が可能になる
 遠隔授業や家庭教師の実現によって、学習格差が解消される
 大量センサーと自動判定AIによって、防災・防犯・減災力が向上
 VRオフィスとテレワークが実現する
コンテンツ向上系
スポーツの場合⇒体験が深くなる
 自動制御が可能になってカメラ台数を一気に増やせることで、多地
点・ドローンなどによる多角度撮影ができるようになる
 取得データの種類が増え分析できる情報が増えることで、選手のバイ
タルデータ・顧客のバイタルデータ・環境データが取得できるように
なる
 AIが発達することでデータの有効活用レベルが上がり、多角的な分析
結果を提示できるようになる
エンタメの場合⇒現実を超える仮想実現へ
 即時性が向上することで出演者の居場所を問わない制作環境を実現さ
せることや、同時多人数対応の参加型体験の提供ができるようになる
スポーツ&エンタメに共通
 1通信あたりの送信データの嵩が増え、高画質・高音質・8K360°リ
アルタイムな高臨場感映像が提供できるようになり、また視聴者に合
わせた多種多様な映像・情報を提供できるようになる
生活者データ・ドリブン・マーケテイィング通信より https://seikatsusha-ddm.com/article/10129/
5Gの3つの特徴
先送り
高速・大容量
大量端末接続 超低遅延・高信頼性
100万台/k㎡ 1ミリ秒
20Gビット/秒
1Gビット/秒
10万台/k㎡ 10ミリ秒
20
倍
5G
4G
URLLC:
Ultra-Reliable and
Low Latency Communications
mMTC:
massive Machine Type
Communications
eMBB:
enhanced Mobile Broadband
リアリティの再現
光ファイバーの代替/補完
高精細/高分解能な
デジタル・ツインの構築
時空間の同期
リアルタイム連携
第5世代通信の適用例
高速・大容量データ通信
 10G〜20Gbpsのピークレート
 どこでも100Mbps程度
大量端末の接続
 現在の100倍の端末数
 省電力性能
超低遅延・超高信頼性
 1m秒以下
 確実な通信の信頼性担保
5G
多様なサービスへの適用を可能にする
 異なる要件のすべてを1つのネットワークで実現する。
 各要件をに応じてネットワークを仮想的に分離して提供する(ネットワーク・スライシング)。
2020年代〜
2時間の映画を
3秒でダウンロード
ロボット等の
精緻な遠隔操作を
リアルタイムで実現
自宅内の約100個のモノ
がネットに接続
(現行技術では数個)
現在の移動通信システムより
100倍速いブロードバンドサー
ビスを提供
利用者がタイムラグを意識
することなく、リアルタイ
ムに遠隔地のロボット等を
操作・制御
スマホ、PCをはじめ、身の
回りのあらゆる機器がネッ
トに接続
参考:5Gの社会実装に向けたロードマップ
5Gの普及段階
高速
eMBB
低遅延
URLLC
多接続
mMTC
高速
eMBB
低遅延
URLLC
多接続
mMTC
高速
eMBB
低遅延
URLLC
多接続
mMTC
4G(LTE)
4Gコアネットワーク
LTE
基地局
4Gコアネットワーク
LTE
基地局
NR
基地局
マクロセル
スモールセル
既存周波数帯 新しい周波数帯
NSA
NSA: Non-Standalone
5Gコアネットワーク
LTE
NR
基地局
既存周波数帯 新しい周波数帯
SA
SA: Standalone
マクロセル
スモールセル
NR
ユーザー情報
制御情報
ユーザー情報 ユーザー情報
制御情報
SA
LTE: Long Term Evolution
NR: New Radio
5G初期 5G普及期
2010〜 2020〜 2022〜
ローカル5G(Private 5G)
5G:住宅街や駅・商業地域等の広域/通信事業者
ローカル5G:「自己の建物内」又は「自己の土地内」/その場所を利用する権利を持つ者
第5世代通信におけるネットワーク・スライス
高速・大容量データ通信 大量端末の接続 超低遅延・超高信頼性
5G
ネットワーク・スライシング
高効率
ネットワーク・スライス
低遅延
ネットワーク・スライス
高信頼
ネットワーク・スライス
セキュア
ネットワーク・スライス
企業別
ネットワーク・スライス
エネルギー
関連機器の
監視や制御
農業設備や
機器の監視
や制御
物流トレー
サビリティ
遠隔医療
各種設備機
器の監視と
制御
ゲーム
災害対応
自動車
TISや自動運転
公共交通
機関
医療
遠隔医療や
地域医療
自治体
行政サービス
金融
サービス
企業内
業務システム
各種クラウド
サービス
・・・
第5世代通信におけるネットワーク・スライス
高速・大容量データ通信 大量端末の接続 超低遅延・超高信頼性
5G
ネットワーク・スライシング
SIM
SIM
SIM
閉域網
閉域網
閉域網
SIM
SIM
SIM(subscriber identity moduleもしくはsubscriber identification module/SIMカード)とは、電話番号を特定するための固有のID番号が記録された、
携帯やスマートフォンが通信するために必要なICカードのこと。
つながることが前提の社会やビジネス
アナリティクス
最適化・予測など
アプリケーション
機器制御・指示命令
情報提供等
データ
クラウド・サービス
人工知能/AI
人に寄り添うITを実現する
人間の知能と機械の知能
人間は何を作ってきたのか
鳥のように空を飛びたい
馬のように速く走りたい
魚のように海に潜りたい
特化型人工知能(AI)と汎用型人工知能(AGI)
顔認証 音声認識
囲碁
特定の領域に特化した
知的処理を行うプログラム
自動運転
人間がテーマを与え
人間が能力を拡張させる
特化型人工知能
AI : Narrow Artificial Intelligence
AI AI
AI AI
何を知るべきか
を見つける
どうすればいいか
を探す
疑問や興味を持ち
目的やテーマを
設定する能力
家事 医療診断
研究
カウンセ
リング
全ての領域をカバーする
知的処理を行うプログラム
自律的にテーマを探し
自律的に能力を拡張させる
汎用型人工知能
AGI : Artificial General Intelligence
AGI
AGI
知能・身体・環境とAI
生物/生存と繁殖
自己概念 信念、欲求、感情、理性、自己意識
感覚器 運動器官
骨格、関節、筋肉、靭帯、腱
環境/ガイア仮説
身体
影響
受容
相互作用・適応
エネルギー循環
誕
生
死
滅
進化 遺伝・淘汰・絶滅
IoT ロボティクス
地球と生物が、相互に
関係し合い環境を作る
認識 判断 運動構成
AI/人工知能
繁
殖
長く生き延び
子孫を残す
内分泌系
AIの役割と人間の関係
多様性の拡大
知的単純労働
からの解放
複雑な業務の
効率と品質の向上
自分とは異なる能力やスキルを
持つものとの協力で問題を解決する
ウエブ情報の収集
提携記事の作成
勤怠管理
書類作成
工事現場の進捗管理
施設の警備
防犯や防火
ケアプランの作成
財務情報の収集と分析
報告書の作成
治療方針の策定
カルテの作成
自分とは異なる視点や洞察を得て
イノベーションを生みだす
通訳や翻訳
判例検索
自動運転
機器制御
商品プランの提案
契約書作成
短期間での問題解決
試行錯誤の高速化
新たな関係や組合せの提示
専門的なアドバイス
質問応答
医療診断支援
AIは、
問題を解決する
人間は
問題を生みだす
AIマップ・AI研究は多様 フロンティアは広大
人工知能学会: https://www.ai-gakkai.or.jp/pdf/aimap/AIMap_JP_20200611.pdf#page=25
AIマップ・AI研究の現在
人工知能学会: https://www.ai-gakkai.or.jp/pdf/aimap/AIMap_JP_20200611.pdf#page=25
人工知能
機械学習
ディープラーニング
人工知能と機械学習
人工知能(Artificial Intelligence)
人間の”知能”を機械で
人工的に再現したもの
基礎的
応用的
知識表現
推論 探索
機械学習
自然言語理解
感性処理
画像認識
エキスパートシステム
データマイニング
情報検索
音声認識
ヒューマンインターフェース
遺伝アルゴリズム
マルチエージェント
ニューラルネット
ゲーム
プランニング
ロボット
人工知能の一研究分野
人工知能と機械学習の関係
人工知能 Artificial Intelligence/AI
機械学習 Machine Learning
ニューラル・ネットワーク
Neural Network
深層学習
Deep Learning
人間の”知能”を機械で
人工的に再現したもの
強いAI:コンピュー
タに人間と同様の知
能を持たせた仕組み
弱いAI:コンピュー
タに人間と同様の知
的な振る舞い・処理
をさせる仕組み
データからグループ分
けのためのルール(モ
デル)を作る仕組み
脳の仕組みを参考に作
られた機械学習の手法
従来よりも精度の高いモ
デルを作ることができる
ニューラル・ネットワー
クの手法
遺伝アルゴリズム、エキスパートシステム、音声認識、画像認識、感性処理、機械学習、
ゲーム、自然言語処理、情報検索、推論、探索知識表現、データマイニング、ニューラル
ネット、ヒューマンインターフェース、プランニング、マルチエージェント、ロボット
データ
プログラム
モデル
なぜいま人工知能なのか
インターネット
アルゴリズム GPU(Graphics Processing Unit)
脳科学の研究成果を反映 高速・並列・大規模計算能力
人工知能(Artificial Intelligence)
ビッグデータ
IoT モバイル・ウェアラブル ソーシャル・メディア ウェブサイト
WWW
機械学習
機械学習がやっていること
モデル
入力をどう処理して
出力するかのルール
入力 出力
人間の思考で
ルールを作る
実験・観察・思考
データ分析で
ルールを作る
機械学習
機械学習がやっていること
モデル
レントゲン写真から
「癌」の病巣を
識別するルール
入力 出力
癌
データ分析で
ルールを作る
機械学習 癌の病巣が写っている
大量のレントゲン写真
ある患者のレントゲン写真 「癌」の病巣を表示
レントゲン写真から
「癌」の病巣を見つける「モデル」
機械学習がやっていること:分ける/分類する
入力 出力
推論 Inference
入力を特徴の組合せ/ルールに照合
して、最も一致度が高いグループに
分類する計算処理
学習 Learning
うまく分けるための特徴の組合せ/
ルールを、大量のデータの中から見つ
け出す計算処理
動物 乗り物
楽器
学習
データ/学習データ
推論
入力 “X” 動物
入力 “X” の特徴は、「動物」の
モデルと最も一致度が高いので、
動物のグループに分類する
モデル
入力をどう処理して
出力するかのルール
モデルとの照合
未分類
推論の結果=動物
特徴が似たグループ
モデルとは何か
155
動物
座標空間
実際には多次元の座標空間
特徴1
特徴2
特徴3
楽器
乗り物
モデル
特徴の組合せが
似通っているグループ
機械学習
データからモデルを
生成する仕組み
教師あり学習と教師なし学習
イヌ
イヌ
イヌ
ネコ
ネコ
モデル
特徴の組合せを使って
違いを見分けるルール
イヌ
ネコ
教師あり
データ
教師なし
データ
判別
分類
教師あり学習
教師なし学習
強化学習
モデル
特徴の組合せを使って
違いを見分けるルール
勝
負
負
勝
勝
ゲームを繰り返し、結果の勝(プラス評価)/負(マイナス評価)から、結果に至る打ち手
の組合せ/プロセスひとつひとつを評価し、勝(プラス評価)になる一番効果的/効率的な
打ち手の組み合わせ/プロセスの組合せを見つけてゆく
ゲームの打ち手/プロセス
勝
ゲームに勝てる打ち手/プロセス
ブロック崩しなどのゲーム 囲 碁
機械学習がやっていること
モデル
推論モデル/学習モデル
入力 出力
Y=f(X)
X Y
f 関数
学習:大量のXとYの関係を調べ、統計的に最も確からしい関数 f を見つける計算
推論:関数 f に入力Xを与え、出力Yを導く計算
学習データ
大量のデータを処理するため
の計算資源が必要
学習ほどの計算資源は不要
ニューラル・ネットワークの仕組み
長い尻尾 縞模様
しなやかな
四肢
尖った耳 ・・・
猫を認識
特徴量
猫の特徴を示す要素
特定の特徴量に
反応するニューロン
上位階層の特定・複数の
組合せが反応すると
反応するニューロン
上位階層の特定・複数の
組合せが反応すると
反応するニューロン
「猫」が入力されると
強く反応するニューロン
深層学習(ディープラーニング)以前の機械学習は、
人間が設定しなければならなかったが、
深層学習はこれを自分で見つけ出す。
ニューロンとは「神経細胞」。
その繋がりをニューラル・ネットワークという。
これはイチゴです!
推論
推論モデル
イチゴの特徴の組合せを表現
ニューラル・ネットワーク
イチゴについての
ニューラル・ネットワーク
が未完成
イチゴの特徴
が分からない
イチゴについての
ニューラル・ネットワーク 推論モデル
機械学習
イチゴのデータ
を大量に入力
ニューラルネットワークの仕組み
イチゴは、こんな
特徴の組合せです
これはなに?
機械学習と推論(1)
161
機械学習
猫や犬のそれぞれの特徴を
最もよく示す特徴データの
組合せパターン(推論モデ
ル)を作成する
対象データ
推論
どちらの推論モデルと
最も一致しているか
の推論モデルに最も
一致しているので
これは「猫である」と
推論する
学習
Learning
推論
Inference
大量の学習データ
推論モデル
の推論
モデル
の推論
モデル
機械学習と推論(2)
162
耳
目
口
特徴量
猫と犬を識別・分類する
ために着目すべき特徴
人間が
観察と経験で
決める
機械学習
統計確率的
アプローチ
機械が
データ解析して
決める
機械学習
ディープラーニング
(深層学習)
「特徴量」ごとに
猫/犬の特徴を
最もよく表す値を
見つけ出す
学習
猫の特徴を最もよく表す
特徴量の組合せパターン
犬の特徴を最もよく表す
特徴量の組合せパターン
猫の推論モデル 犬の推論モデル
大量の学習データ 大量の学習データ
犬
dog
猫
cat
機械学習と推論(3)
163
特徴の抽出
推論モデルとのマッチング
猫 犬
推論モデル
推論モデル
「猫」の推論モデルに
98%の割合で一致している
推論結果
だから「この画像は猫である」
「特徴量」に着目して
それぞれの値を計算する
推論
特徴量
未知のデータ
耳
目
口
一般的機械学習とディープラーニングとの違い
164
耳 27%
目 48%
口 12%
特徴量
「特徴量」とは、猫と犬を識別・分類するために着目すべき特徴
正しく認識 82%
誤った認識 18%
認識結果
耳 27%
目 48%
口 12%
特徴量
学習
ディープラーニング
学習
推論
ディープラーニング
推論
正しく認識 82%
誤った認識 18%
認識結果
人間が認識結果が
最適になる組合せを
見つける
機械が認識結果が
最適になる組合せを
見つける
学習データ
教師付きデータ 学習データの一部
評価データ
機械学習の仕組み
IoT Web
Mobile
データ
モデル
推論
機械学習
Machine Learning
識別
予測 判断
ゾウ or カバ? 正常 or 異常?
晴れ or 雨?
データ(学習データ)を分析して
特徴が共通するグループに分ける
ための基準/ルール(モデル)を作る
モデルを使ってグループ分けする
音声認識
顔認証
自動運転
創薬支援
天気予報 画像診断 人材採用
故障予測
機械翻訳 競技アドバイス
惑星探査 ヒビ割れ点検
製品品質検査
機械学習アプリケーション
推論モデル/学習モデルという
学習データという
ディープラーニングの2つの課題
ディープラーニングの課題
大量の学習データ
が必要
結果が
説明できない
精度を高める高めるためには
大量の学習データを
用意しなければならない。
なぜ、この結果になったのかを
説明できない。
学習データの
精度を上げる
学習データを
水増しする
転移学習
を行う
解決策
説明可能な
手法を使う
説明が必要な用途
には使わない
解決策
自動化ツール
Google Cloud AutoML
Microsoft Azure ML
AWS SageMaker など
AIと人間の役割分担
データを準備
意志決定
学習方式の選択
パラメーターの調整
推論
問いを生みだす
解決したいこと・知りたいことを決める
膨大なデータの中から、人間
の経験に基づく先入観なしに
規則、相関、区分を見つける
新たな問いを生みだす
判断・制御
モデル
深層学習が前提となったシステム構造
深層学習フレームワーク
学習処理実行基盤
画像解析
動画認識
音声認識
話者認識
言語理解
文章解析
機械翻訳 知識表現 検索
コールセンター
顧客応対
営業支援
提案活動支援
医療
診断支援
創薬支援 その他
その他
文献データ
社内業務
データ
概念体系
辞書
音響データ
言語データ
画像データ
動画データ
その他
アプリケーション
ソリューション
認識系
サービス
学習基盤
知識ベース
学習データ
A
I
プ
ラ
ッ
ト
フ
ォ
ー
ム
人工知能の可能性と限界
機械翻訳の現状とそのプロセス
音声認識
Speech
Recognition
機械翻訳
machine
translation
音声合成
Speech
synthesis
2016:人間並み 2018〜19:人間超え 2018〜19:人間との区別困難
プロの逐次翻訳に匹敵(状況による)
60
50
40
30
20
10
一般の人が翻訳した場合よりも高品質であることが多い
非常に高品質で適切かつ流暢な翻訳
高品質な翻訳
理解できる適度な品質の翻訳
主旨は明白だが文法上の重大なエラーがある
主旨を理解するのが困難
ほとんど役に立たない
BLEUスコア
19851990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
統計的機械翻訳
SMT(Statically Machine Translation)
ニューラル機械翻訳
NMT(Nural Machine Translation)
BLEU: BiLingual Evaluation Understudy
AIに出来ること、人間に求められる能力
自分で問いや問題を
作ることが出来ない
与えられた問いや問題には
人間よりも賢く答えられる
問いや問題を作る能力
人工知能を使いこなす能力
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AI
Whyから始める
いかなる問題を解決するのか?
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明確にする
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何を使って問題を解決するのか?
技術や手法、製品やサービスなどの
手段を具体化する
WHY
HOW
What
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WHY
HOW
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