マイケル・デ・ニル氏はIoT向けWi-Fiを再発明するMorse MicroのCEO兼共同創業者である。
気候変動と生態系の悪化が深刻化する中、正確でスケーラブルな環境モニタリングの必要性がかつてないほど高まっている。
都市の大気質の追跡から水系の保護、地球上の最も遠隔地での野生生物の観察まで、信頼性の高いデータは持続可能な行動の基盤である。しかし、特に広大で到達困難な地域全体でデータを大規模に収集することは、物流面と技術面で大きな課題をもたらす。この問題の核心には、堅牢かつエネルギー効率の高い接続ソリューションの必要性がある。
ここで多くの専門家が、IEEE 802.11ahに基づく長距離・低電力ワイヤレス規格であるWi-Fi HaLowが違いをもたらすと考えている。しかし、これを確実に実現するためには、検討すべき重要なステップがある。
環境データへの高まるニーズ
効果的な気候変動対策には、グローバルとハイパーローカルの両レベルでの正確なリアルタイムデータが必要である。何百万もの分散型IoTセンサーで構成される環境モニタリングネットワークは、組織が以下を実現することを目指している：
• 都市部や工業地帯の温室効果ガス排出量と大気汚染を追跡する。
• 土壌水分、降水量、灌漑を監視し、農業慣行を最適化する。
• 湖、河川、沿岸地域の水質を評価し、汚染を検出する。
• リモートセンサーを通じて野生生物の追跡と生息地保全を支援する。
• 災害への備えのため、気象パターンと極端な事象を観察する。
センサー技術の進歩にもかかわらず、接続性はしばしば制限要因となっている。従来のワイヤレスネットワークは、特に電力やネットワークアクセスが乏しい過酷な環境や遠隔地において、広大な地域にわたる多数のセンサーをサポートすることに苦戦している。
環境モニタリングにおける接続性の課題
環境IoTネットワークの展開には、いくつかのユニークな課題がある：
• 長距離：センサーは数マイル離れた場所や、既存のネットワーク範囲外の地域に設置する必要がある場合がある。
• 電力制約：多くのセンサーはバッテリー駆動であり、最小限のメンテナンスで何年も動作する必要がある。
• 過酷な環境：森林、水域、密集した都市部はワイヤレス信号に障害をもたらす。
• ネットワークのスケーラビリティ：大規模なセンサーネットワークには、信頼性の高い安全な接続を必要とする何千もの機器が含まれる可能性がある。
• コスト考慮：広範な地域にわたる環境モニタリングを拡大するためには、低コストの展開と運用が不可欠である。
2.4GHzまたは5GHzで動作する従来のWi-Fiソリューションは、必要な範囲と浸透力を欠いている。セルラーネットワークなどの代替手段はコストが高く電力を消費し、LoRaWANなどの低電力広域ネットワーク（LPWAN）技術は長距離を提供するが帯域幅が限られており、送信できるデータの種類と量が制限される。
Wi-Fi HaLowがこれらのニーズに対応する方法
大規模な環境モニタリングにおける接続性のギャップを克服するため、一部の研究者や技術者はWi-Fi HaLowに注目している。サブGHz帯で動作するこの技術は、拡張されたカバレッジを提供し、バッテリー駆動デバイスをサポートし、多くのLPWAN代替品よりも高いデータスループットを可能にする。また、IPベースのシステムとの互換性により、既存の環境モニタリングフレームワークへの統合が容易になる。
センサーの到達範囲を拡大しながら電力を節約することで、Wi-Fi HaLowのような技術は、特に従来のネットワークが不十分な地域でのリアルタイム環境データへのアクセスを拡大するのに役立つ。例えば、Wi-Fi HaLowはすでに大気質モニタリングや水資源管理などの分野で持続可能性目標の推進に貢献しており、より少ないアクセスポイントとより低いインフラコストで広範囲のカバレッジを可能にしている。
気候変動対策にWi-Fi HaLowを使用する際の課題
Wi-Fi HaLowは気候変動との闘いにおいて有望な手段を示しているが、広範な採用を妨げる障壁がまだ存在する：
• 統合と標準化：現在、プロトコル間の標準化がなく、モニタリングプラットフォーム間のシームレスな統合が阻害されている。
• 認知度の不足：開発者はWi-Fi HaLowに不慣れなため、馴染みのあるIoTプロトコル向けの開発を続けている。組織は、特に自分たちのニーズに合ったプロトコルを使用している場合、高価なインフラのアップグレードに躊躇する可能性がある。
• レイテンシーのトレードオフ：Wi-Fi HaLowの省電力モードでは、デバイスがスリープからウェイクモードに移行する際にデータ転送が遅くなる可能性がある。これにより、重要なアラートやリアルタイムアクションの配信が妨げられる。
• スペクトル割り当ての変動：Wi-Fi HaLowは国によって異なる周波数帯で動作する。普遍的な規制がなければ、標準化された機器の不足が開発を遅らせ、コストを上昇させ、気候問題に対して国々が団結して取り組む能力を妨げる。
IoTデバイスは最終的に気候変動との闘いにおいて重要な役割を果たす可能性がある。目標は、特に政府機関が環境のベストプラクティスから撤退している時期に、IoTを最も効率的かつ効果的に使用する方法を見つけることだ。
環境アプリケーションでのWi-Fi HaLowの使用を促進するための最良の方法は、ワイヤレスブロードバンドアライアンスによってプロファイルされたようなスマートシティ、農業、産業環境での実地試験の結果を強調することである。これらの実地試験は技術の可能性を示し、さまざまなユースケースにわたるサポートを構築する。
環境インテリジェンスの新たなフロンティア
地球が気温上昇、消滅する生息地、枯渇する天然資源に直面する中、これらの課題を理解し対応する能力は何よりもデータに依存している。抽象的、遅延した、または一般化されたデータではなく、世界で最も遠隔の森林、最も深い流域、最も汚染された都市の回廊から届けられる正確でリアルタイム、かつ場所特定のインサイトが必要だ。
環境モニタリングは一律のアプローチではない。常に多様なニーズに合わせた様々な技術が必要となる。この多様性の中で、Wi-Fi HaLowは環境インテリジェンスがより分散され、より実用的で、よりデモクラティックになることを確保する重要な役割を果たす可能性がある。
今後10年間、環境運動は会議室で勝利するのではない。センサーが真実を語り、データが行動を促し、接続性が地球のどの隅も見逃さないことを保証するエッジで勝利するだろう。
