ITパスポート 令和3年度 問72｜ネットワークに関する問題

答えは a「アクチュエータ」 です。

IoTの機械には、大きく2つの役割があります。

・センサ＝“感じる”係（外の温度などを測る、目や耳）

・アクチュエータ＝“動かす”係（窓を開け閉めする、手や足）

この問題は「窓を開閉する」＝動かす係なので、答えはアクチュエータです。

👉 覚え方：センサ＝測る／アクチュエータ＝動かす（アクション＝動作）。

ほかの選択肢：b エッジコンピューティング＝現場の近くで計算する考え方／c キャリアアグリゲーション＝電波を束ねて速くする技術／d センサ＝測る係（こちらは外気温を測る方）。

なぜこれが正解か

正解は a。アクチュエータは、電気信号を物理的な動き（回転・開閉・移動など）に変換する装置。本問の「窓を開閉する役割」はまさに物理動作なのでアクチュエータが該当する。

各選択肢の解説

• b エッジコンピューティング：データを中央サーバに集めず、現場（端末側）の近くで処理する方式。役割が違う。
• c キャリアアグリゲーション：複数の周波数帯を束ねて通信を高速化する技術。
• d センサ：温度・光・圧力など外界の状態を計測して電気信号に変換する装置。本問では「外気温を計測」する側がこれにあたる。

覚え方・ひっかけ注意

IoTデバイスは センサ（測る・入力）とアクチュエータ（動かす・出力） の対で成り立つ。「計測＝センサ」「駆動・開閉＝アクチュエータ」。dのセンサとの役割分担を問う典型問題で、動作させる側がアクチュエータと即断する。

理論的背景

IoT（Internet of Things）システムの構成要素は大きく「入力」「処理」「出力」の三機能に分類される：

アクチュエータは電気エネルギーを機械的エネルギー（動き・力）に変換する出力装置の総称で、代表例：

• 電動モータ: 回転運動を生成（ドア開閉・ロボットアーム）
• ソレノイド: 電磁力でプランジャーを直線移動（電磁弁・ロック解除）
• サーボモータ: 位置・速度を精密制御（ロボット関節・精密位置決め）
• 空気圧シリンダ: 圧縮空気で力を発生（工場の把持アーム）

本問の「窓を開閉する」は機械的な動き（開閉動作）を行う出力機能であり、アクチュエータが担う。一方「外気温を計測する」はセンサの役割で、本問では d のセンサが温度計測を担うと明示されている。

実務での使われ方

IoT の制御フローを具体的に示すと：

温度センサ（測定）→ IoT デバイス/MCU（A/D 変換）→ ネットワーク送信 → IoT サーバ（データ解析・閾値判定）→ 制御命令送信 → IoT デバイス → アクチュエータ（窓開閉） というフィードバックループが成立する。

実用例：

• スマート農業: 温湿度センサで農場環境をモニタリング→換気窓・灌漑バルブをアクチュエータで自動制御
• スマートホーム: 照度センサでカーテンの自動開閉（電動カーテンのアクチュエータ）
• 工場自動化（FA）: ビジョンセンサ（カメラ）で製品検査→NG品をロボットアームで排除

選択肢 b のエッジコンピューティングは「データ処理を発生源に近い場所で行う」アーキテクチャの概念であり、本問のシステムにエッジゲートウェイを導入してサーバへ送るデータ量を削減する設計として活用できる（本バッチ batch_06 の 856705ae と関連）。

試験での位置づけ

ITパスポートの IoT・ネットワーク分野で「センサとアクチュエータの役割区別」は最基本の確認事項で、本問のような「入力 vs 出力」「測定 vs 動作」の識別問題が頻出。近年 DX・IoT 関連の出題が急増しており、アクチュエータ・センサ・エッジコンピューティング・エッジゲートウェイ・LoRaWAN などの IoT 関連語を一つの体系として理解しておく必要がある。基本情報技術者では、組込みシステム・リアルタイム OS・フィードバック制御（PID 制御）・IoT セキュリティ（デバイス認証・ファームウェア署名）まで踏み込む。

選択肢の発展補足

選択肢 b「エッジコンピューティング」 はデータ処理方式・アーキテクチャの名称であり、窓を開閉する物理的な実行主体ではない。エッジコンピューティングはデータを中央クラウドへ送らずにデータ発生源の近くで処理する思想で、遅延削減・通信量削減・プライバシー保護に有効。IoT ゲートウェイがエッジコンピューティングの担い手になることはあるが、「動作する装置」の名前ではない。

選択肢 c「キャリアアグリゲーション」 はモバイル通信において複数の周波数帯を束ねて高速化する技術（4G LTE-A・5G で使用）。通信速度改善の仕組みであり、IoT デバイスが物理動作を行う機能とは無関係。

選択肢 d「センサ」 は本問の IoT デバイスの温度計測機能を担う部品。「外気温を計測する＝センサ」「窓を開閉する＝アクチュエータ」という2つの機能がこの問題に存在しており、問われているのは後者（開閉役）であることを確認することが解法の出発点。センサとアクチュエータを「五感（センサ）と手足（アクチュエータ）」に対応させると体で覚えやすい。