エッジAIを理解する
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エッジAIとは何ですか？
エッジAI、またはエッジにおけるAIとは、予測分析、音声認識や画像認識、異常検知などの人工知能システムをエッジコンピューティングと統合する手法を指します。これにより、センサー、カメラ、その他のIoTデバイスなど、データが収集された場所で直接データを処理することが可能になります。エッジAIは、収集したデータを処理のために遠隔サーバーに送信する必要性を回避します。エッジでデータを処理することで、応答時間の短縮、遅延の低減、プライバシーとセキュリティの強化が実現します。
エッジAIの例としては、処理能力だけでなく、顔認識などのAI機能も備えた大学キャンパス内の監視カメラが挙げられる。これは、カメラが既知の悪質な人物をほぼ瞬時に識別できるため有益であり、一刻を争う状況では非常に重要となる。高速エッジ処理とAI分析のその他の有望な対象としては、自動運転車やウェアラブル健康モニタリング機器などが挙げられる。
エッジAIは、ニューラルネットワークの高度な進化、より強力なコンピューティングインフラストラクチャ、IoTデバイスの普及など、いくつかの技術的進歩のおかげで、ますます人気が高まっている。これらの技術進歩により、エッジAIは、ほぼすべての業界の組織に対し、インテリジェントな情報と迅速な現場洞察を提供できるようになる。エッジAIを活用することで、プロセスや業務を自動化し、安全性を向上させ、ワークフローを最適化することができます。その情報は、エッジデバイスから外部に出ることがなく、中央処理サーバーへの送信中に傍受されることもないため、より安全です。
従来型AI、エッジAI、分散型AIの比較
エッジAIは、従来のAIや分散型AIとはいくつかの重要な点で異なっている。従来のAIでは、AIモデルは通常、パブリッククラウドやデータセンターなどの中央サーバー上のバックエンドに配置され、中央拠点に送信されたデータを処理および分析します。これには時間がかかり、同時に処理・分析されるデータ量が多すぎると、サーバーの遅延を引き起こす可能性もあります。エッジAIでは、各エッジデバイスは、デバイスにインストールされた統合AIまたは機械学習モデルを使用して、収集したデータを分析できます。その後、デバイスは賢明な判断を下し、すべての生データを送信するのではなく、最も重要な洞察とデータのみを中央サーバーまたは知る必要のある人々に送信する。エッジAIは、時間的制約の厳しいプロセスや業務に非常に適しています。
エッジAIは分散型AIとも異なります。分散型AIの概念は、エッジAIと従来型AIの概念の中間に位置する。分散システムでは、データは中央サーバーやエッジデバイスなど、相互接続されたさまざまなデバイス間で処理および分析されます。相互接続されたチェーン内の各ノードは、分析のごく一部を担当します。これは、分散処理によって大規模なワークロードを処理でき、単純なエッジデバイスを超えて拡張できるという考えに基づいています。分散型AIの欠点は、エッジAIよりもレイテンシが高く、データがネットワークを介して様々なデバイスに送信されるためプライバシーとセキュリティが低く、管理がより複雑になることである。
エッジAIとクラウドコンピューティング
クラウドコンピューティングはエッジAIと密接に結びついている。実際、クラウドコンピューティングは、エッジAIシステムを実現するために、エッジ上でAIモデルを展開、実行、データ同期、監視、管理するために必要なハードウェア、アプリケーション、サービス、ツールを提供します。
しかし、クラウドAIとエッジAIを比較すると、以下の違いが明らかになる。
計算能力– クラウドAIは、一般的な計算処理において優れた能力を備えている。しかし、エッジAIはデバイスに組み込める処理能力に限界があるものの、多くの場合、非常に具体的なパラメータが設定されており、無限に拡張可能な計算能力を必ずしも必要とするわけではない。
ストレージ容量– クラウドは当然ながら、ほぼ無制限のストレージ容量を提供し、必要に応じて迅速かつ容易に拡張できます。エッジAIでは、エッジデバイスのストレージ容量は限られていますが、それでも通常はデータを処理・分析し、本社に分析結果を送信するのに必要な容量は確保されています。
レイテンシ– この分野では、エッジAIがクラウドAIよりも優れています。データをその場で直接処理することで、遅延は極めて低く抑えられ、応答時間は高速になります。クラウドAIシステムは、地球の反対側にある可能性のある様々な遠隔サーバーにデータを送信する必要があるため、遅延が増加する。
ネットワーク帯域幅– エッジAIは、中央サーバーに送信されるデータ量がクラウドAIに比べてはるかに少ないため、必要な帯域幅は非常に少ない。エッジAIは最も重要な洞察と意思決定のみを他のサーバーに送信するのに対し、クラウドAIはすべての生データを遠隔地に送信する。それにははるかに高い帯域幅が必要となる。
セキュリティとプライバシー– エッジAIは、データの大部分をエッジデバイス上に保持することで、クラウドAIよりも本質的に安全性が高く、機密情報を保護することができます。ネットワークを介して外部サーバーに送信されるデータ（クラウドAIシステム内のすべてのデータ）は、悪意のある者によって侵害されたり傍受されたりする可能性がある。
企業にとってのエッジAIの利点
エッジAIの利点は以下のとおりです。
効率性と俊敏性の向上– 応答時間の短縮と潜在的な問題の迅速な特定により、組織はより効率的で俊敏な業務運営を実現できます。
コスト削減– エッジAIはクラウドのリソースの必要性を減らすため、運用コストを抑え、帯域幅の消費量も少なくなります。ほとんどのエッジAIシステムはほぼ自律的に動作するため、人的監視の必要性が減り、コストをさらに削減できる。
セキュリティおよびプライバシー規制への準拠が容易になる– 収集したデータをデバイス上に保持することで、組織はデータ主権規制に容易に準拠できるようになる。ネットワークを介して送信するデータ量を減らすことで、セキュリティとプライバシーも向上します。
エネルギー効率の向上– ほとんどのエッジAIデバイスは消費電力が非常に少ない。さらに、処理負荷が小さくなるため、集中型サーバーやシステムの消費電力も削減されます。
高可用性– エッジでのAI処理はインターネット接続を必要としないため、エッジAIシステムは、従来型またはクラウドベースのAIよりも可用性と信頼性が高い場合が多い。
エッジAIのユースケース
AIは、あらゆる産業分野において、また非常に幅広い用途において、ますます普及し、不可欠なツールになりつつある。エッジAIが成熟するにつれて、エッジでの処理のユースケースも拡大している。エッジAIの一般的な用途と新たな用途には、以下のようなものがあります。
医療分野においては、AI搭載の血糖値モニターやバイタルサイントラッカーなどの医療機器は、医師の意思決定の一部を自動化し、業務負担を軽減することができる。デバイスに搭載された機能により、何か問題が発生した場合に医療チームに警告を発することができるため、患者は術後モニタリングを省略することなく、より早く退院することも可能になる。
小売業– 店舗の棚には、在庫を監視し、商品の在庫が少なくなった際に担当者に警告を発する装置を設置できる。一部の小売業者は、顧客が買い物をする際にカートの位置を追跡し、店内のどこからでも決済できるようにするエッジデバイスの導入も始めている。
スマートホームやオフィスビルでは、エッジAIデバイスが暖房、冷房、照明などを監視・制御し、エネルギー効率を最適化できます。ドアベルカメラシステムは、訪問者の顔を識別したり、動きを検知したり、異常な行動があった場合に適切な人物に警告を発したりすることもできます。
製造業においては、重機や機械に搭載されたエッジAIデバイスが予測分析を実行し、潜在的な故障をチームに警告することができる。生産ラインに設置されたカメラは、不良品を識別し、自動的にラインから取り除くことができる。エッジAIデバイスを搭載したロボットは、変化する環境に高い適応性をもって、製品の梱包や機器の組み立てを行うことができる。
スマートシティにおいて、エッジAIデバイスは重要な構成要素であり、例えば、空き駐車スペースの利用状況を特定し、ドライバーにリアルタイムで警告を発する。信号機に搭載された装置は、時間帯ごとの交通パターンを分析し、交通の流れを最適化して渋滞を回避するために信号を調整することができる。
輸送– 生鮮食品やデリケートな商品を輸送するトラックには、温度、振動、その他の指標を監視し、最適な状態から外れた場合にドライバーや車両管理者に警告を発するエッジAIデバイスを搭載することができる。
公共サービス– スマートメーターはエネルギー使用量を監視し、消費量が事前に設定された制限値を超えた場合に、住宅所有者や事業主に警告を発することができます。非常に遠隔地に設置されたパイプラインや送電網設備も、自己監視機能を備えており、サービスが必要な場合や潜在的な故障が発生する可能性がある場合に技術者に通知することができる。
NutanixがエッジAIをサポートする方法
クラウドコンピューティングはエッジAIに不可欠であり、Nutanixは現代の組織にとってクラウドをシンプルかつシームレスにすることに尽力しています。Nutanix Cloud Infrastructure（NCI）は、事業運営の将来性を確保し、高度なAI技術を最大限に活用したいと考えるあらゆる企業にとって理想的な基盤です。
NCIを使用すると、単一の統合管理プレーンとツールセットを使用して、クラウドやエッジなど、ワークロード、データ、アプリケーションがどこに存在していても、より効率的に監視および管理できます。
Nutanixは、エッジAIを最大限に活用することを可能にし、変化の激しい市場で競争力を維持するために必要な、高可用性、セキュリティ、低遅延、迅速なインサイト、コスト削減、効率性、俊敏性を提供します。私たちはまた、お客様の業務と収益を大きく変革する可能性のある、画期的な技術革新やイノベーションに遅れをとらないよう支援します。
