IoT + AI、または企業のエネルギーコストを削減する方法 | ビジネスにおける AI #88

公開: 2024-03-22
エネルギー価格が上昇し、環境意識が高まる時代において、企業はエネルギー消費を最適化する効果的な方法を模索しています。 モノのインターネット (IoT) と人工知能 (AI) の組み合わせにより、請求額を削減し、持続可能性に貢献したいと考えている企業に新たな機会が開かれています。 IoT と AI テクノロジーは、より効率的なエネルギー管理にどのように貢献できるでしょうか? この記事では、具体的な利点、課題、実際の IoT の使用例について説明します。

IoT - 目次

  1. モノのインターネットとは何ですか? (IoT)?
  2. IoTとAIの間にはどのような関係があるのでしょうか?
  3. IoT と AI はどのようにして企業のエネルギーコストを削減できるでしょうか?
  4. IoTやAIを活用するメリット
  5. IoT のマイナス面 – AI にはどのくらいのエネルギーが必要ですか?

モノのインターネットとは何ですか? (IoT)

IoT とも呼ばれるモノのインターネットは、インターネットに接続されたさまざまなデバイス間の接続とデータ交換を可能にするテクノロジーです。 これは、インターネットを介して他のデバイスやシステムとデータを交換できるようにするセンサー、ソフトウェア、テクノロジーを備えた物理的オブジェクト (「モノ」) のネットワークです。 しかし、なぜプリンターや冷蔵庫からエアコン、トラック、産業機械に至るまで、すべてのデバイスをインターネットに接続するのでしょうか?

Transforma Insights が実施した調査によると、新しい IoT デバイスの生産により、2030 年までに世界の電力消費量が 34 テラワット時 (TWh) 増加することが予想されます。一方、ChatGPT などの大規模な言語モデルのトレーニングと使用により、データ センターは世界の電力需要の21%。

ただし、モノのインターネット ソリューションは、同じタイプのセンサーレス デバイスを使用する場合と比較して、電力消費量を 1.6 ペタワット時 (PWh) 以上削減します。 規模を説明すると、これは 1 億 3,650 万世帯以上の家庭の 1 年間の消費を賄うのに必要な電力量です。 しかし、ビジネスはますます新しいデバイスがなければ成長できず、人工知能は消費エネルギーをさらに最小限に抑えるのに大いに役立ちます。

IoT

出典: Transforma Insights (https://www.6gworld.com/)

IoTとAIの間にはどのような関係があるのでしょうか?

人工知能はモノのインターネット デバイスからのデータを分析し、エネルギーを節約するための傾向と戦略を特定します。 このおかげで、IoT と AI はエネルギー消費を効率的に管理するための新たな可能性を開きます。 たとえば、AI は以下に基づいて暖房、換気、空調 (HVAC) システムを調整できます。

  • 部屋の使用パターン – たとえば、特定の日に誰もいない部屋の温度を下げる、
  • 気象条件 - 曇りや風の強い日にはエアコンの出力を減らします。
  • 室内の空気の質 – 多くの人が参加する会議中にのみ換気効率を高めます。

さらに、IoT によってサポートされる AI により、機械部品の消費量の予測や、ダウンタイムにつながる故障の頻度と原因の分析など、製造プロセスを最適化するためのデジタル ツインの作成が可能になります。

IoT AI テクノロジーは、消費者、流通業者、発電所などの電力サプライチェーン全体にとって有益です。 モノのインターネットにより、測定や分析のためのエネルギー データの収集など、さまざまなプロセスの自動化が可能になります。 ハードウェア電力制約の適用と AI モデルのトレーニング時間の最適化により、モデルのパフォーマンスへの影響を最小限に抑えながら、エネルギー消費を約 12% ～ 15% 削減できます。

IoT と AI はどのようにして企業のエネルギーコストを削減できるでしょうか?

建物内の IoT センサーは、分析のためにリアルタイムのエネルギー消費データを送信し、修理を迅速化し、機器の故障によるエネルギー損失を削減します。 建物に設置できるセンサーの例は次のとおりです。

  • 温度センサー– 部屋の温度変化を監視し、暖房または冷房のエネルギー消費を最適化できます。
  • 光センサー– 自然光のレベルを検出し、人工照明の強度を自動的に調整します。
  • モーションセンサー- 部屋に人がいる場合にのみシステムを起動できるようにし、不必要なエネルギー消費を削減します。
  • スマート メーター– エネルギー消費に関するデータを収集し、詳細な分析と最適化を可能にします。
  • 空気質センサー– 換気システムの動作を調整し、最小限のエネルギー消費で適切な空気質を確保します。

スマート サーモスタットと照明システムは部屋の使用パターンに適応し、エネルギー コストを削減します。 IoT デバイスは、デマンド レスポンス プログラムとスケジューリングを通じて、ピーク時の建物の電力消費とコストを削減できます。 IoT および AI ベースのソリューションを導入すると、最大 40% のエネルギー節約につながる可能性があります。 さらに、AI 制御のエネルギー貯蔵ソリューションは、貯蔵と分配を管理することでその使用を最適化します。

IoT

出典: DALL・E 3、プロンプト: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatylnakania/)

IoTやAIを活用するメリット

インテリジェントな IoT および AI テクノロジーの導入は、多くのメリットをもたらします。 これは請求額を削減するだけでなく、主に次のようなオフィスの使用の快適性を高める方法でもあります。

  • スマートサーモスタットのおかげで温度制御が向上し、エネルギーが節約されます。
  • 照明の明るさを制御することで、特に秋冬の電力消費量を大幅に削減します。
  • 空気湿度の管理– 文書や機密性の高い特殊機器を保管する場合に特に重要です。

IoT デバイスもますます高度化しており、需要の高まりに応えてセンサーの価格も低下しています。 例としては、英国の企業 Grid Edge (https://gridedge.ai/) によって作成されたソリューションである Flex2X があります。 このシステムは、温度や湿度の検出器など、建物にすでに設置されているセンサーからの情報と、気象状況などの追加データを統合します。 次に、AI アルゴリズムを使用してそれらを分析し、建物内のエネルギー利用を継続的に最適化します。

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出典: DALL・E 3、プロンプト: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatylnakania/)

IoT のマイナス面 – AI にはどのくらいのエネルギーが必要ですか?

残念ながら、モノのインターネットと AI の組み合わせには欠点があります。 IoT と AI の使用は、主に大量のエネルギー消費の必要性に関連しています。 ChatGPT および BingChat の商用バージョンで使用される、最も強力でよく知られた GPT-4 モデルをトレーニングするために必要なエネルギー量に関する詳細な情報は公開されていません。 しかし、入手可能なデータに基づいて、この事業の規模を概説することができます。

GPT-4 モデルには 1,750 億を超えるパラメーターがあり、45 TB を超えるデータセットでトレーニングされました。 これには、データ分析とモデル パラメーターの調整という集中的なプロセスが必要となり、計算能力が大幅に要求され、エネルギー消費が高くなります。

GPT-4 モデルをトレーニングするには、エネルギーを大量に消費することで知られる高度なグラフィックス プロセッシング ユニット (GPU) とテンソル プロセッシング ユニット (TPU) が使用されました。

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まとめ

IoT と AI は、企業の財務結果だけでなく、エネルギー効率の向上により環境にも大きな影響を与える可能性があります。 平均的な大規模な建物は年間約 230,000 kWh の電力を消費し、コストに換算すると約 25,000 ドルになります。 モノのインターネットの実装は、エネルギー消費量を 10% ～ 15% 削減するのに貢献できます。 IoT と AI の統合は、持続可能な開発とコスト削減の観点からスマート ファクトリーの可能性を最大限に活用するためにも重要です。

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著者: ロバート・ホイットニー

JavaScript の専門家であり、IT 部門を指導するインストラクター。 彼の主な目標は、コーディング中に効果的に協力する方法を他の人に教えることで、チームの生産性を向上させることです。

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