用語集

エッジコンピューティング

エッジコンピューティングのパワーを発見:効率を高め、レイテンシを削減し、ローカルデータ処理でリアルタイムのAIアプリケーションを実現します。

Ultralytics HUB で
を使ってYOLO モデルをシンプルにトレーニングする。

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エッジコンピューティングは、データ処理手法の根本的な転換を意味し、計算を中央集中型のクラウドコンピューティングサーバーから、データが生成される物理的な場所、つまりネットワークの「エッジ」に近づけます。エッジコンピューティングは、生データをデータセンターやクラウドに長距離伝送して分析する代わりに、ローカルデバイス、ゲートウェイ、またはサーバーを活用して、オンサイトで計算を実行します。この分散コンピューティングのパラダイムは、ネットワーク接続が断続的であっても、低い推論レイテンシ、ネットワーク帯域幅の効率的な使用、データセキュリティの強化、運用の回復力を必要とするアプリケーションに不可欠である。基本的な機械学習(ML)の概念に精通しているユーザーにとって、エッジコンピューティングは、モデルを展開し、データが発生する場所で直接実行するために必要なインフラストラクチャを提供します。

AI/MLにとってエッジコンピューティングが重要な理由

エッジコンピューティングは、人工知能(AI)とML、特にコンピュータビジョン(CV)の領域において、特に変革をもたらす。画像やビデオストリームの解析を含むような多くのAIアプリケーションでは、タイムリーな意思決定を可能にするために、センサーデータを即座に処理する必要があります。大量のデータをクラウドに送信すると、遅延(レイテンシ)が発生し、リアルタイム推論を必要とするシナリオでは受け入れられないことが多い。エッジコンピューティングは、次のような高度な物体検出モデルを含むMLモデルを可能にすることで、この課題に直接対処します。 Ultralytics YOLOのような高度なオブジェクト検出モデルを含むMLモデルを、データソース上またはその近くで直接実行することができます。これにより、レスポンスタイムが劇的に短縮され、ネットワーク帯域幅が節約されます。また、GDPRのような規制に合わせて、機密情報をローカライズしておくことで、データプライバシーを大幅に改善することができます。NVIDIA Jetsonシリーズのような特殊なGPUや、エッジデバイス用に特別に設計されたTPUGoogle Coral EdgeTPU)のようなアクセラレーターなど、強力でありながらエネルギー効率の高いハードウェアの進歩は、この傾向にさらに拍車をかけている。エッジAIデバイスへのコンピュータ・ビジョン・アプリケーションの展開については、こちらをご覧ください。

エッジコンピューティングとエッジAI

エッジ・コンピューティングとエッジAIを区別することは重要だ。

  • エッジコンピューティング:計算タスクをデータソースに近づけるための、より広範なインフラと実践を指す。分散処理に必要なハードウェア(エッジデバイス、サーバー、ゲートウェイ)、ネットワーキング、管理システムを含む。ステージと考えてほしい。
  • エッジAI:具体的には、エッジデバイス上でAIやMLアルゴリズムを直接実行する。エッジ・コンピューティングのインフラを活用し、推論などのタスクをローカルで実行する。エッジAIは、ステージ上で起きているパフォーマンスである。

基本的に、エッジAIはエッジコンピューティングパラダイムのサブセットまたは特定のアプリケーションであり、集中型データセンターの外部にAI機能を展開することに焦点を当てています。実際のエッジAIアプリケーションの詳細については、こちらをご覧ください。

実際のAI/MLアプリケーション

エッジコンピューティングは、ローカル処理に依存する多様な革新的AI/MLアプリケーションを可能にする:

  • 自律走行車自動運転車は、ナビゲーション、障害物回避、意思決定のためにセンサーデータ(カメラ、LiDAR)を瞬時に処理する必要がある。クラウドに依存すると、許容できない遅延が発生する。エッジ・コンピューティングは、テスラや ウェイモが開発中のような自動車が、安全運転のために重要なAI計算をオンボードで実行することを可能にする。Ultralytics 、車載AIソリューションの一翼を担うことができる。
  • スマート・マニュファクチャリング工場では、カメラやAIモデルを搭載したエッジデバイスが活躍しています。 YOLO11のようなカメラとAIモデルを搭載したエッジ・デバイスは、膨大な量のビデオデータをクラウドに送信することなく、生産ラインでリアルタイムの品質検査を実施し、欠陥を即座に検出し、作業員の安全を監視し、プロセスを最適化することができる。これにより効率が向上し、即時介入が可能になります。AIがどのように製造業を強化するかをご覧ください。
  • ヘルスケアにおけるAIエッジ・コンピューティングは、ウェアラブル・センサや室内カメラを使用したリアルタイムの患者モニタリング、ローカル・デバイスでの医療画像データの即時分析を可能にし、処置中に即座にフィードバックを提供するスマート医療ツールを強化することで、患者ケアとデータ・プライバシーを向上させます。
  • 小売分析:店舗はエッジデバイスを使用して、よりスマートな小売在庫管理を行い、カメラを通じて匿名で顧客の行動を分析し、レイアウトを最適化し、Amazon Goのようなレジなしレジシステムを動かしている。

エッジ展開における主な考慮事項

AIモデルをエッジにうまく導入するには、特定の技術やツールが必要になることが多い:

  • モデルの最適化 モデルの量子化やモデルの刈り込みのような技術は、モデルのサイズや計算量を削減し、リソースに制約のあるエッジハードウェア上で効率的に動作させるために非常に重要です。次のようなフレームワークがあります。 TensorRTOpenVINOのようなフレームワークは、特定のハードウェアにモデルを最適化するのに役立ちます。
  • ハードウェアの選択:適切なエッジデバイス(Raspberry PiNVIDIA JetsonGoogle Coral)の選択は、アプリケーションのパフォーマンスニーズ、電力予算、環境条件に依存する。
  • 管理とオーケストレーション:潜在的に数千もの分散エッジデバイスを管理するには、デプロイ、モニタリング、アップデートのための堅牢なツールが必要であり、多くの場合、エッジ用に適合させたKubernetes(K3sMicroK8s)のようなプラットフォームや、Ultralytics HUBのような特殊なMLOpsプラットフォームが関与する。
  • セキュリティ:エッジ処理はデータ・プライバシーを向上させるが、エッジ・デバイス自体が新たなセキュリティの脆弱性をもたらす可能性があり、セキュア・ブート、暗号化通信、アクセス制御を通じて慎重に管理する必要がある。セキュリティのベストプラクティスについては、こちらをご覧ください。
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