[論文レビュー] Smart Communities Internet of Things

Klara Nahrstedt, Daniel Lopresti+5 more|arXiv (Cornell University)|Apr 7, 2016

IoT and Edge/Fog Computing参考文献 2被引用数 12

ひとこと要約

この白書は、都市のインfra構造への負担、交通渋滞、エネルギー需要の増加といった都市課題に対処するために、スマートコミュニティにおけるインターネット・オブ・シングス（IoT）技術の統合を検討する。都市環境におけるIoTの展開のためのフレームワークを提言し、主な技術的・社会的・倫理的課題を特定し、レジilientで人間中心のスマートシティ開発のための提言を提示する。

ABSTRACT

Today's cities face many challenges due to population growth, aging population, pedestrian and vehicular traffic congestion, water usage increase, increased electricity demands, crumbling physical infrastructure of buildings, roads, water sewage, power grid, and declining health care services. Moreover, major trends indicate the global urbanization of society, and the associated pressures it brings, will continue to accelerate. One of the approaches to assist in solving some of the challenges is to deploy extensive IT technology. It has been recognized that cyber-technology plays a key role in improving quality of people's lives, strengthening business and helping government agencies serve citizens better. In this white paper, we discuss the benefits and challenges of cyber-technologies within "Smart Cities", especially the IoT (Internet of Things) for smart communities, which means considering the benefits and challenges of IoT cyber-technologies on smart cities physical infrastructures and their human stakeholders. To point out the IoT challenges, we will first present the framework within which IoT lives, and then proceed with the challenges, conclusions and recommendations.

研究の動機と目的

• 都市のインfra構造の劣化、交通渋滞、エネルギーおよび水需要の増加といった都市課題に対処するためのIoT技術の役割を分析すること。
• 都市環境におけるIoTの展開に伴う社会的・技術的課題、特にプライバシー、セキュリティ、公平性の懸念を検討すること。
• 技術的イノベーションと人間のステークホルダーのニーズの両立を図る、IoTをスマートコミュニティに統合する包括的なフレームワークを構築すること。
• 政策立案者、技術者、都市計画者に対して、持続可能で包摂的なIoTベースのスマートシティイニシャチブを実装するための実行可能な提言を提供すること。

提案手法

• 本稿は、都市インフラと人間のコミュニティという広範な文脈の中でIoTを位置づけるためのシステムレベルのフレームワークを採用する。
• コンピュータサイエンス、都市計画、公共政策の分野からの学際的知見を活用して、IoT展開の課題を評価する。
• 既存の都市部におけるIoT導入事例の定性的分析を実施し、繰り返し現れる技術的・倫理的・運用上の障壁を同定する。
• フレームワークは、相互運用性、データガバナンス、ステークホルダー参加をIoTシステムのコア設計原則として強調する。
• 提言は、事例研究と専門家の合意に基づき、スケーラビリティ、プライバシー・バイ・デザイン、長期的持続可能性に焦点を当てる。
• 本稿は白書形式を採用し、知見を統合し、スマートコミュニティ開発のための政策的・技術的ガイドラインを提言する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 都市インフラに効果的に統合されたIoT技術は、都市サービスの質の向上と生活の質の向上にどのように寄与できるか？
• RQ2 多様な都市コミュニティにわたりIoTシステムを展開するにあたり、主な技術的・社会的・倫理的課題は何か？
• RQ3 すべての市民が公平にアクセスできるように、IoTシステムはどのように設計すべきか？
• RQ4 都市部における大規模で持続可能なIoT展開を支援するためのガバナンスおよび相互運用性の基準は何か？
• RQ5 市民や地方自治体を含む人間のステークホルダーは、IoTの計画および実装にどのように意味的に参加できるか？

主な発見

• 都市部におけるIoTの導入は、エネルギー使用の効率化、交通管理、インフラモニタリングの向上に顕著な効果をもたらすが、人間のニーズを念頭に置いて設計された場合に限る。
• 主な課題には、データプライバシー、システムセキュリティ、プラットフォーム間の相互運用性、所得格差のあるグループにおける公平なアクセスの確保が含まれる。
• 現在の都市部におけるIoT導入事例は、長期間にわたる持続可能性に欠け、脆弱な集団のニーズに応えていないことが多い。
• 成功したスマートコミュニティイニシャチブには、政府、産業、コミュニティのステークホルダー間のクロスセクター連携が不可欠である。
• プライバシー・バイ・デザインと透明性のあるデータガバナンスは、IoTシステムに対する一般の信頼を築くために不可欠である。
• 相互運用性の基準とオープンデータ政策は、スケーラブルでレジilientな都市部IoTエコシステムを実現するために不可欠である。