NMC Horizon Report > 2017 Higher Education Edition (Japanese)
>高等教育向けの教育テクノロジーにおける重要な発展
>>導入ホライズン:2年から3年以内

モノのインターネット(IoT)

導入ホライズン:2年から3年以内

要旨

序文

高等教育へのテクノロジー適用を推進する重要な傾向

長期間にわたる傾向:今後5年以上の期間にわたる高等教育の変化を推進

 > イノベーション文化の進展
 > より深い学習アプローチ

中期間の傾向: :今後3-5年の高等教育の変化を推進

 > 学習度測定への注目の高まり
 > 学習スペースの再設計

当面の傾向:今後1-2年の高等教育の変化を推進

 > ブレンド型学習デザイン
 > 協調学習

高等教育における技術導入の妨げとなる重大な課題

解決可能な課題:課題を理解しその解決方法も分かっている

 > デジタル・リテラシーの向上
 > フォーマル/非公式学習の統合

解決困難な課題:課題を理解しているが、解決策は明確になっていない

 > 教育格差
 > デジタルエクイティ(公平性)の向上

深刻な課題:取り組むのはおろか、定義すらできないほど複雑な課題

 > 知識の陳腐化の管理
 > 教育者の役割の再考

高等教育向けの教育テクノロジーにおける重要な発展

導入ホライズン:1年以内

 > 適応学習テクノロジー
 > モバイル学習

導入ホライズン:2年から3年以内

 > モノのインターネット(IoT)
 > 次世代 LMS

導入ホライズン:4年から5年以内

 > 人工知能(AI)
 > ナチュラルユーザーインターフェース(NUI)

調査手法

2017年高等教育専門家パネル

モノのインターネット(IoT)は、ネットワーク間で情報伝達が可能なプロセッサーまたは内臓センサーにより情報を処理する能力を備えた物から構成される。こうしたインターネットへの接続によって、遠隔管理、状況監視、追跡、および警告が可能になる[i]。地方自治体や教育機関は、IoT の能力を利用しており、さまざまなプロセスを効率化し、持続可能性を高めるためにデータを活用している。インターネットに接続された機器には、学生の学習やキャンパス活動に関するデータが集められ、コンテンツの提供や組織の計画立案を方向づける。キャンパスで使われるスマート機器が増えるにつれて、教育機関はプライバシーと安全性に対する影響を調査している[ii]。一部の技術者は、この時代にIoT が爆発的に成長すると予測しており、そうなれば工学教育の目標に大きな影響を与えることになる[iii]。教育機関は産業界と提携して、学生にIoT 機器の設計と製作の実地体験を提供しており、人材ニーズを満たすためのスキルを身につけさせている。

概要

多くの人々が、Apple Watchなどのウェアラブル機器、FitbitそしてNest thermostatなどのスマートホーム製品を使った経験を通じて、モノのインターネットには馴染みがある。ガートナーは、2020年までにおよそ210億種類のモノがインターネットに接続して使われるようになると予想している[iv]。一方、インターナショナル・データ・コーポレーション(International Data Corporation)は、2020年までに世界のIoT 支出が1兆2900億ドルに達すると予測する[v]。この分野で勢いを増しているもう一つの動きがスマートシティであり、そこでは、公共サービスの向上と省資源のために、インターネットに接続された機器を使ってデータを収集し分析する。例えば、コペンハーゲンでは、時間帯によって暗くなり、歩行者や自転車が通ると明るくなるスマートLED 街灯を導入した[vi]。ドバイ計画2021(Dubai Plan 2021)では、スマート交通センサー、モバイル交通アプリ、そして将来的には自動運転自動車により、輸送管理に対処することを目指す。また、ドバイでは、2018年までに250,000個のスマートメーターを設置することになっている[vii]

インターネットに接続されたモノが増えるにつれ、消費者にとって、日常生活で使う物の安全性を確保することが課題となる。ダイン社は、ブラウザーにコンテンツを配信させるために、ウェブアドレスをIP アドレスに変換するサービスを供給している企業であるが、2016年、分散サービス拒否(DDoS)攻撃を受けた。デジタル・ビデオ・レコーダー(DVR)やルーターなどセキュリティの甘い、何十万というインターネット接続機器が不正侵入され、偽の通信リクエストを大量に送り込むマルウェアに感染して、ダイン社のデータセンターがダウンした[viii]。欧州と米国のインターネット・ユーザーは、ダイン社のサービスを利用する主要なニュースサイトに加えて、Twitter、Netflix、Spotify、Redditなどの主要なウェブサイトが一時的にアクセスできなくなった[ix]。この事件がきっかけとなって、人々は、将来起こり得る大規模な安全性の侵害が及ぼす影響について、再び懸念を抱くようになった。カーネギーメロン大学のサイラボ(CyLab)は、個別の機器を狙うマルウェアからネットワークを守る安全対策ソフトウェアを開発するために、国立科学財団(National Science Foundation)から助成金の交付を受けた[x]

教育機関は、今後数年間に、スマート機器の氾濫が起きるかもしれないという不確実性に直面している。BYOD(個人の機器持ち込みおよび利用)の出現と同様に、リーダーたちは、帯域幅のニーズを検討し、どのモノに対してキャンパス・ネットワークとの接続を許可するかを決定しなければならない。さらに、ネットワーク化された物の教育への利用によって、データの安全性に関する問題および学生データの収集と使用を取り巻く倫理的問題が表面化している。新しい技術が急増する中で学生のニーズに応えるためには、多くの学部が一致協力して、法的、財政的、技術的影響に対処するための努力を注ぐことが必要となる[xi]。IoT の開発は、インフラのレベルを超えて、学生を高度な人材として育てるためのカリキュラムに影響を与える。市場調査会社のサイバーセキュリティ・ベンチャーズ(Cybersecurity Ventures)によれば、グローバル情報セキュリティ分野における職の数は、2019年までに合計600万に上るが、人材プールはこの需要より150万人少ないと推定される[xii]。インテル・セキュリティ社は、報告書、『人材不足の解消(Hacking the Skills Shortage)』の中で、教育機関がSTEM 教育プログラムの多様性を高めることを推奨している[xiii]

授業、学習、創造的探求との関連性

IoT の利用によって、安全性や効率性など、キャンパス生活の多くの側面が改善・強化される可能性がある。バージニア工科大学(Virginia Tech)では、VTアラート(VT Alerts)システムを通して、学生、教授陣、職員がスマートフォンやスマートウォッチに緊急時通報を受け取る[xiv]。 ニューサウスウェールズ大学(University of New South Wales)では、エネルギー消費を削減し、接続サービスを改善するために、センサーが導入された。さらに、リーダーは、学生の動きと活動を追跡することにより、講義の他に、グループ学習の機会を促進するための行動を起こすことができる[xv]。また、教育機関は、接続機器や位置追跡から得られるデータを使って、個人的な配慮が必要な学生を見分けることができる。例えば、ある専門家は、長期間寮に閉じこもっている学生のデータに、食事を食べなかった回数のデータを組み合わせることによって、うつ病の兆候を監視する可能性について述べている。これらの革新的技術は、意思決定およびサービス供給を改善できる一方、管理者は学生データを収集することの倫理的意味合いを検討して、セキュリティ、透明性、プライバシーの間に優先順位をつけなければならない[xvi]

動きと睡眠を追跡する消費者向け技術は、パターンの認識を生み出し、行為を成果と結びつけることによって、行動の変化を促すことができる[xvii]。同様に、教育に応用すれば、いつでも学生の学習と健康・幸福に影響を与えることができる。テキサス大学アーリントン校(University of Texas Arlington)にあるリンク・ラボ(LINK Lab)の研究者たちは、さまざまな感情の状態に対応する生物学的要因を監視するウェアラブル機器を使って、感情がいかに学習に影響するかを研究している。パシフィック大学(University of the Pacific)では、学生の姿勢と学習集中度の相関関係を調べるために、教室でKinectセンサーを使って、学生の骨格の位置変化を追跡している[xviii]。 教師は、IoT の持つ教育面の能力を活用していくにつれて、支援を必要とするようになる。テネシー理事会(Tennessee Board of Regents)システムは、「IoE (あらゆるモノのインターネット)のための教育および労働人口向けのスマート機器・装置)」と呼ばれるイベントを通じて、傘下の大学に専門能力開発の機会を提供している。イベントの参加者は、ルーブリックを使って新技術の教育的効果を把握し、教室に変化をもたらすために、得られたデータの種類およびデータの監視・分析方法を調べる[xix]

IoT の急激な増加に伴い、教育機関は、学生による革新を可能にするために、産業との提携を促進し、学習者に最新のスキルを身につけさせるための新しいプログラミングを開発している。「Aggies Invent(アギーは発明する):モノのインターネット」というテキサスA&M大学(Texas A&M University)で行われる48時間のコンテストにおいて、テキサス・インスツルメンツおよびアクセンチュアの社員は、学生チームによるIoT対応の解決法の概念化と試作品の作成を指導した。受賞した発明の中には、共同洗濯施設においてユーザーに洗濯サイクルの進行状態を知らせる装置、そしてLED 掲示板に広告を掲載するタイミングを最適化する顧客データを組み込まれたLED プロジェクターがある[xx]。シドニー大学(University of Sydney)の学部学生は、IoTを専攻することができる。この学際的コースには、電気工学、コンピューター工学、ワイヤレス通信、データ解析が含まれる。学生たちは、このプログラムで最先端技術に触れることによって、保健医療、電気・ガス・水道、運輸、小売、資源管理といった分野の新しい製品やアイディアを生み出す力を養うことができる[xxi]

モノのインターネットの実例

以下のリンクは、高等教育環境に直接関連するモノのインターネットの実施例を提供している。

モノのインターネット・ラボが学生の革新を育み、産業パートナーを増やす

go.nmc.org/iotwisc

ウィスコンシン大学マディソン校(University of Wisconsin-Madison)に付属するモノのインターネット・ラボにおいて、学生は、アイデアを現実化する先端技術、例えば、自転車に乗っている人に付近の車両交通状況を知らせる、セーフ・サイクル(Safe Cycle)というセンサー装置へのアクセスが与えられている。

IOT-OPEN.EU

go.nmc.org/iotopen

欧州委員会のエラスムス・プラス(Erasmus+)プログラムは、モノのインターネットに重点を置いたオンライン教育モジュールの開発を支援している。欧州の複数の大学の学生が遠隔ラボに接続して、IoT ハードウェア、インフラ、モバイル・アプリについて学んでいる。学習のためのオープンアクセス教材は、さまざまな分野をまたがってコースに組み込むことができる。

工学分野の女性によるモノのインターネット革新全国コンテスト

go.nmc.org/iotwin

サリー大学(University of Surrey)のある女子学生は、地上型センサーを使った庭園のスマート散水システムを開発し、ボッシュ社(Bosch)の後援の下に行われたIoT コンテストで1位を獲得した。ボッシュ社は、工学分野で活躍する女性を増やすための#BetweenUsWeCan (私たちにはできる)という取り組みの一環として、同社のエンジニアがその女子学生を1年間指導することになっている。

推薦文献

モノのインターネットについてさらに学びたい方のために、以下の記事および資料を推薦する。

高まりつつある傾向:モノのインターネットは大学のカリキュラムにまで拡大する

go.nmc.org/iotcurr

(Laura Devaney, eCampus News, 8 August 2016.)  IoT の成長によって、ハードウェア工学、センサー開発、システム設計とシステム統合などの分野で熟練労働者に対する需要が高まっている。教育機関や政策立案者は、これらの人材ニーズに応えるために、学際的カリキュラムの開発を支援しなければならない。

教育におけるIoT がいかに学びの方法を変えているか

go.nmc.org/learniot

(Andrew Meola, Business Insider, 20 December 2016.) インターネットに接続された機器は、学生たちが自らの学習軌道を把握するのに役立つ学習データの集計を可能にするとともに、教師たちが授業計画を方向づけるために、学生の学業進歩についてより明確な全体像を掴むのに役立つ。教育機関は、インフラの効率性を向上させ、キャンパスの安全性を高めるスマート技術に投資している。

モノのインターネット:高等教育において成功の波に乗る

go.nmc.org/iotwave

(Itai Asseo et al., EDUCAUSE Review, 27 June 2016.)  5人の専門家が高等教育におけるIoT の将来性について述べている。インターネットに接続された学習環境は、出席率、成績、生産性に関するデータを使って、学生のプロフィールを生み出すことができる。これらのデータは、学習者の関与や知識の拡大に関する全体像を示している。機械学習のさまざまな能力はデータ分析を可能にし、教育機関が学生の体験を個別化するのに役立つ。

[i] https://www.theguardian.com/technology/2016/jul/18/what-is-the-internet-of-things-arm-holdings-softbank

[ii] http://er.educause.edu/articles/2016/6/the-internet-of-things-unprecedented-collaboration-required

[iii] http://er.educause.edu/articles/2016/8/iot-and-the-campus-of-things

[iv] http://www.gartner.com/newsroom/id/3165317

[v] https://campustechnology.com/articles/2017/01/05/internet-of-things-spending-to-reach-1-29-trillion-by-2020.aspx

[vi] http://www.cio.com/article/3137047/internet-of-things/internet-of-things-poised-to-transform-cities.html

[vii] http://www.cbronline.com/news/internet-of-things/5-mega-smart-city-projects-from-around-the-world-4881856/

[viii] http://www.npr.org/2016/10/22/498954197/internet-outage-update-internet-of-things-hacking-attack-led-to-outage-of-popula

[ix] https://www.theguardian.com/technology/2016/oct/21/ddos-attack-dyn-internet-denial-service

[x] http://www.cmu.edu/news/stories/archives/2016/august/nsf-award-internet-of-things.html

[xi] https://www.universitybusiness.com/article/higher-prepares-internet-things

[xii] http://cybersecurityventures.com/jobs/

[xiii] http://www.mcafee.com/us/resources/reports/rp-hacking-skills-shortage.pdf (PDF)

[xiv] http://er.educause.edu/articles/2016/6/the-internet-of-things-is-here

[xv] https://www.metering.com/news/university-nsw-becomes-testbed-iot-smart-city-tech/

[xvi] http://www.edtechmagazine.com/higher/article/2016/08/internet-things-coming-your-campus-sooner-you-think

[xvii] https://www.edsurge.com/news/2016-01-04-what-higher-education-can-learn-from-fitbit/

[xviii] https://www.edsurge.com/news/2016-11-17-wearable-tech-weaves-its-way-into-learning

[xix] https://campustechnology.com/Articles/2016/09/20/From-IoT-to-IoE-Institutions-Connect-to-Everything.aspx

[xx] http://engineering.tamu.edu/news/2016/10/28/students-collaborate-on-innovative-solutions-using-the-internet-of-things

[xxi] http://sydney.edu.au/courses/bachelor-of-engineering-honours-mechanical/major-internet-of-things