情報工学は、電気システムにおける情報、データ、知識の生成、配信、分析、利用を扱う工学分野です。 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]この分野が初めて明確に認識されるようになったのは21世紀初頭です。

情報工学の構成要素には、電磁気学、機械学習、人工知能、制御理論、信号処理、マイクロエレクトロニクスなどの理論的な分野と、コンピュータビジョン、自然言語処理、バイオインフォマティクス、医用画像コンピューティング、ケモインフォマティクス、自律ロボット工学、モバイルロボット工学、電気通信などの応用的な分野が含まれます。[ 1 ] [ 2 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]これらの多くは、コンピュータ工学だけでなく、電気工学、コンピュータサイエンス、バイオエンジニアリングなどの他の工学分野にも由来しています。

情報工学の分野は、工学と数学、特に確率論、統計学、微積分、線形代数、最適化、微分方程式、変分法、複素解析に大きく基づいている。
情報エンジニアは、情報工学または関連分野の学位を取得していることが多く、工学技術協会や計測制御協会などの専門機関に所属していることが多い。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]情報工学が広く利用されているため、情報エンジニアはほぼすべての産業で雇用されている。
1980年代と1990年代には、情報工学という用語は、 2010年代と2020年代にデータ工学として知られるようになったソフトウェア工学の分野を指していました。 [ 11 ]
機械学習とは、統計的および確率的手法を用いて、コンピュータが明示的にプログラムされることなくデータから「学習」できるようにする分野である。[ 12 ]データサイエンスとは、機械学習を応用してデータから知識を抽出することである。
機械学習のサブ分野には、深層学習、教師あり学習、教師なし学習、強化学習、半教師あり学習、アクティブラーニングなどがある。
因果推論は、情報工学におけるもう一つの関連要素である。
制御理論とは、(連続的な)動的システムの制御を指し、遅延、オーバーシュート、不安定性を回避することを目的としています。[ 13 ]情報エンジニアは、制御システムや回路の物理的な設計(これは電気工学の範疇に入ることが多い)よりも、制御理論に重点を置く傾向があります。
信号処理とは、画像、音、電気信号、生物学的信号など、さまざまな形態をとる信号の生成、分析、および使用を指します。 [ 14 ]

情報理論は、情報の分析、伝送、および保存を研究する分野である。情報理論の主要な下位分野には、符号化とデータ圧縮が含まれる。[ 15 ]
コンピュータビジョンは、コンピュータが画像や動画データを高度なレベルで理解できるようにする分野です。[ 16 ]
自然言語処理とは、コンピュータが人間の(自然)言語を高度なレベルで理解できるようにすることです。これは通常テキストを意味しますが、音声処理や音声認識も含まれることがよくあります。[ 17 ]
バイオインフォマティクスは、生物学的データの分析、処理、および利用を扱う分野です。[ 18 ]これは通常、ゲノミクスやプロテオミクスなどのトピックを意味し、医療画像処理も含まれる場合があります。
ケモインフォマティクスは、化学データの分析、処理、および利用を扱う分野である。[ 19 ]
情報工学におけるロボット工学は、主にロボットを制御するために使用されるアルゴリズムとコンピュータ プログラムに焦点を当てています。そのため、情報工学は自律型、移動型、または確率的なロボットに重点を置く傾向があります。[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]情報エンジニアが研究する主なサブフィールドには、制御、知覚、SLAM、およびモーション プランニングが含まれます。[ 20 ] [ 21 ]
過去には、信号処理などの情報工学の分野ではアナログ電子回路が使用されていましたが、現在ではほとんどの情報工学はデジタルコンピュータで行われています。情報工学の多くのタスクは並列化できるため、現在ではCPU、GPU、AIアクセラレータを使用して情報工学が行われています。[ 23 ] [ 24 ]また、機械学習やロボット工学などの情報工学のいくつかのサブ分野で量子コンピュータを使用することにも関心が寄せられています。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]