AI・IoT 総覧 — センシング・通信・解析・制御・セキュリティ 5 柱

AI・IoT（AI and IoT）ブランチは、電気工学と情報技術が融合する領域であり、現場の物理データをリアルタイムに収集・通信・解析し、AI が自律的に制御判断を下すシステム体系である。スマートメーターによるエネルギー管理、エッジコンピューティングによる分散処理、強化学習を用いた自律制御、サイバーフィジカルシステム（CPS）による物理・デジタル統合など、電気インフラの次世代化を支える技術群を扱う。本記事は Electricity.canvas の AI・IoT ブランチのハブであり、5 つの詳細記事へのナビゲーションを提供する。情報カットオフ 〜2025-08、confidence: medium 固定。

AI・IoT ブランチの 5 柱

Electricity.canvas AI・IoT ブランチは以下の 5 記事で構成される。

AI・IoT 技術の全体像

AI・IoT システムは「センシング → 通信 → 解析 → 制御」というデータフローに沿って設計される。

センシング（tech-381）は電力や機器の状態をデータとして取得する AI 制御の起点である。電圧プロファイル・電流波形・瞬時電力を継続的に監視するスマートメーターやデータロガーが、クラウド・エッジへのデータ供給源となる。

通信（tech-382）は IoT デバイス間およびクラウドとの情報伝達を担う。MQTT・Modbus・LoRa といった通信規格が用途別に使い分けられ、エッジコンピューティングにより通信遅延を最小化しながら分散 AI 処理を実現する。

解析（tech-383）は収集した電力データを AI が分析して状態判断を行う中核処理層である。時系列データによる需要予測・正常状態比較による異常検知・センサー情報による故障診断・予防保全の最適化・モデル予測制御（MPC）による制御変数の自動調整が含まれる。

制御システム（tech-384）は AI と IoT を組み合わせた自律的制御の実行層である。強化学習による制御方策の自動生成、ニューラルネットワークによる出力制御、中央サーバーに依存しない自律分散制御、物理世界とデジタル世界を統合する CPS（サイバーフィジカルシステム）が代表的な技術構成要素である。

セキュリティ（tech-385）は AI・IoT システムの通信経路とデータを保護する基盤である。電力系統への不正アクセスや制御命令の改ざんを防ぐ IDS/IPS・ファイアウォール、TLS/SSL による暗号化通信、電子署名とハッシュ値によるデータ認証が主要な防御手段となる。

Electricity.canvas における位置づけ

AI・IoT ブランチは Electricity.canvas の第 10 ブランチ（最終ブランチ）に位置し、前ブランチで習得した知識を応用する統合領域である。

1. 本質ブランチ（tech-315..322）：電荷・電流・電場・電位の物理的基礎
2. 電磁気学（tech-325..333）：電磁誘導・変圧器の原理
3. 回路理論（tech-334..340）：回路法則・過渡解析
4. 半導体（tech-341..347）：トランジスタ・集積回路
5. パワーエレクトロニクス（tech-348..351）：電力変換
6. 計測・制御（tech-352..356）：センサ・フィードバック制御（AI 制御の前提）
7. 安全・信頼性（tech-357..363）：絶縁・接地・保護
8. 設備・工事（tech-364..370）：電気インフラの実装
9. 法制度（tech-371..379）：電気関連法規
10. AI・IoT（本ハブ、tech-380..385）：電気と情報技術の融合（最終ブランチ）

各柱の相互関係

AI・IoT ブランチの 5 柱はデータフローを通じて密接に連鎖する。センシングで収集したデータは通信インフラを経由して解析層に届き、AI が導いた制御指令が制御システムへフィードバックされる。この全サイクルを安全に運用するためにセキュリティが横断的に機能する。

計測・制御ブランチ（tech-352）のセンサ技術がセンシング柱の物理的基盤を提供し、制御理論（tech-356）とマイコン制御（tech-355）が制御システム柱の工学的前提を支える。また電力系統へのサイバー攻撃は安全・信頼性ブランチが扱う物理的安全と並ぶ重大リスクであり、セキュリティ柱がこれに対応する。

情報カットオフ 〜2025-08、confidence: medium 固定。