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ソフトウェアジャパン2018 ITフォーラムセッション(5)

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先端IT活用推進コンソーシアム
協働プロジェクト 『空気を読む家』
セッション5:空間OSの設計コンセプトと先端IT

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ソフトウェアジャパン2018 ITフォーラムセッション(5)

  1. 1. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OSの設計コンセプトと先端IT 2018年2月2日 先端IT活用推進コンソーシアム ビジネスAR研究部会 日本総合システム株式会社 中川雅三
  2. 2. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. BizAR部会 • Business AR – 娯楽以外にも使いたい – 広義のAR • 人の能力をITで拡張する → Augmented Human – 感じる・知る力 – 実行する力 2
  3. 3. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ARとしての空気を読む家 • 家のAR化:家という空間が人を拡張する – 五感や四肢の延長としての家 • 無意識に作動する。 – 家族の一員としての家 • 自分や家族のことをよく知っている。 – 街の一員としての家 • 地域のサービスを使う。地域へ貢献する。 3
  4. 4. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 家におけるARの構成要素 • デバイス・ロボット – 家電、センサー、電力 … • サービス – 電気・水道・ガス・通信、宅配、医療・介護 … • 人 – 家族、来客、出入り業者、民生委員 … 4
  5. 5. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. たとえば「忘れ物」 • 五感や四肢の延長としての家 – 出がけの忘れ物に気付いて教える。 – 10年後の自分へメッセージを送る • 家族の一員としての家 – 適切なタイミングで忘れ物していないか声をかけ る。 – 「忘れ物をしにくい人」へ導く。 • 街の一員としての家 – 忘れ物の知らせを受けて、宅配業者へ託す。 5
  6. 6. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 欲しいのは • 「頼れる」システム – 何10年たっても使える • 新旧デバイスの混在 • 個人データの保存 – 変化につれて進歩する • 技術や常識の変化、家族の変化、老い… – 存在を忘れる自然さ • 寡黙だが大事なことはフォローしてくれる • 社会ともつながっている 6
  7. 7. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ARのインフラ化 • ARを「インフラ」とすることで、社会を よりよくデザインできるはず。 – インフラ • 生活・事業のデザインにおいて前提とできるよう な、どこにでもある設備 – デザイン • 現在の延長線ではなく、望ましい社会をデザイン する • 一部の大企業だけではなく、世界中の多様な現場 にいる人々がデザインする 7
  8. 8. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. インフラ化への課題 • インフラへ発展させるときの課題 – 多様な分散処理の実現 – 「一生・代々」の使用 – 社会への参加 8
  9. 9. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 多様な分散処理の実現 • 身の回りのデバイスを巻き込む分散処理 9 村井純教授 「…それから分散処理。実は全然できてないの がこれなんです。さっき自律走行と交差点の話 をしましたが、たとえばこの部屋にはノートPCや スマホなど、コンピューターが10台くらいありま すよね。でも、インターネットにはつながっていて も、自律的にお互いにつながって一緒に処理す ることはありません。」 iNTERNET magazine Rebootより https://internet.watch.impress.co.jp/docs/imreboot/ column/1094016.html
  10. 10. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 「一生・代々」の使用 10 • 新旧デバイスの混在 • 100年単位のデータ保存と利用 事業や企業より長生きに
  11. 11. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 社会への参加 • デバイスが社会の一員となる – デバイスの社会 – 人間の社会 11 人をユーザとしたデザインから 社会をユーザとしたデザインへ
  12. 12. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ユースケース • 家・家電・モバイル・車の連携あたりまえ – その場での連携、コンテキストの共有 • デバイスを更新しながらシステムが数10年以上稼働をつづける – 「川の流れ」のようなシステム • 備品が故障すれば、家が修理屋さんを呼ぶ – 世界とも連携 • 家が病気や老いを検知してサポートする – 家族や主治医と連携 – 数10年にわたるデータを蓄積で過去と未来を連携 • 孤立してもその場でできることを続ける – 故障・災害・テロ・紛争 … … 12
  13. 13. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OSによる解決 • 多様な分散処理の実現 多様なデバイス+多様な処理形態 – デバイス・ロボット群・人々・サービスを仲介 • HTTPS,WSS,JSONで接続 • 「一生・代々」の使用 – 100年使えるフォーマットでのデータ共有 • APIを作る • データを記録する • 社会への参加 – デバイス群 – 人々 – 企業・行政サービス 13 「総連携」の実現
  14. 14. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OSとは • その場所にある様々なエージェント(ロ ボット)を連携させる「メタOS」 14 空間OS 最初は「家」で実装開始
  15. 15. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 現在の構成 • 1個のサーバを設置 – エージェントが接続 15 空間OS サーバ 環境整える 監視カメラ ロボット ドアロック 警備する 空気を読む 人認識人認識人認識 空調連携空調連携空調連携 人認識人認識門番 人認識人認識執事 将来は多重化するだろう
  16. 16. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OS2016 • 空間OS2016 – 空間内の機器を連携させる機能拡張RDFストア • 物理ノード – 外部データの変化に値がリアルタイム追従するノード – WebSocketによって » センサーなどからの変化通知を受信 » 制御プログラムなどへ変化通知を送信 » 全履歴の記録 • アクセス権限制御(未実装。実証実験は行った) – すべてのRDFノードに個別にアクセス権限を指定 – Read権限レベル:可、推論のみに可、不可 – Write権限レベル:可、不可 – Apache Fusekiを改造 16
  17. 17. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OSの実装 17 RDFストア (Apache Jena) 拡張SPARQL ・動作指示 ・アクセス制御 現在値ブローカー ・即時配信 ・RDFストア反映 ・時系列記録 拡張ストア 空間OS native アプリケーション HTTPサーバ CPLOD GET/PUT/POST WebSocket アダプタ 空間OSサーバ 最初は簡単な実装から
  18. 18. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. RDFによるデータ表現 • 任意のグラフ構造を作れる • 独自の名前空間を作れる 規格化された名前空間も同居できる • 問い合わせ言語SPARQLで目的のデータや 構造を探し出すことができる。 18
  19. 19. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 居間のレターボックスの爪切り 19
  20. 20. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 例:爪切りを探す • 問い合わせ:「爪切りの存在する場所」 20 SPARQLによる問い合わせ PREFIX fos: <http://bizar.aitc.jp/ns/fos/0.1/> PREFIX : <http://bizar.aitc.jp/ns/fos/0.1/local/label#> SELECT ?name1 ?name0 ?object WHERE { ?place1 :構成 ?place0 . ?place0 fos:tag ?name0 . ?place1 fos:tag ?name1 . { SELECT * WHERE { { ?place0 :存在 ?item . ?item :検出 ?object . } FILTER (str(?object) = "爪切り") } } } JSONによる応答 { "head": { "vars": [ "name1" , "name0" , "object" ] } , "results": { "bindings": [ { "name1": { "type": "uri" , "value": "http://bizar.aitc.jp/ns/fos/0.1/local/label#居間" } , "name0": { "type": "uri" , "value": "http://bizar.aitc.jp/ns/fos/0.1/local/label#レター ボックス" } , "object": { "type": "literal" , "value": "爪切り" } } ] } }
  21. 21. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. デモ • 爪切り探しのRDF • 空間OSの紹介 – 複数の人が、何かの評価値(0~100)を入力 – リアルタイムに全員がそれをみれる – 機械からも値を書き込める – その値で何かが動作する 21
  22. 22. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. デモ構成 22 空間OSサーバ AWS EC2 T2small (デモの都合でクラウド上) ブラウザ上のエージェント
  23. 23. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 物理ノード 23
  24. 24. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. デモのポイント • 複数のOS上でエージェントが動作 – UIエージェント(スマホ、PC) – 計数エージェント(PC) – 心電計のふりエージェント(PC) – 電気スタンドエージェント(Raspi) • RDFへの抽象化 • 準リアルタイムの情報共有 – 画面への反映 – 秒間数万イベント • SPARQLによる問い合わせと操作 • 履歴保存とHTTPSによる読み出し • IoTデバイスの制御 24 https://aitc2.dyndns.org
  25. 25. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. メタOS? • 空間OSと既存OS(Linux)の比較 OS:ハードウエアの抽象化と資源管理 25 Linux 空間OS 実行単位 プロセス エージェント OSアクセス システムコール HTTPS+WSS API ユーザランドlib アダプタ データ表現 バイナリ テキスト+JSON I/O抽象化 ファイル+ioctl RDF+物理ノード デバイス制御 デバイスドライバ デバイスエージェント プロトコルコンバータ メタデータ・設定 Man, procfs RDF
  26. 26. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. エージェント • 「使命」を持ったソフトウエア(+ハードウエア) – 例:空調、スマホ、掃除ロボット、自動車 上記デバイス内のアプリケーション – 人と会話するエージェントも • エージェントの特徴 空間OSや他のデバイスとは独立に – 起動・停止する – 世代交代する – 移動するやつもいる • エージェントに空間OS対応インタフェースを持たせて、連携 させる。 – 異種連携 – 新旧連携 26
  27. 27. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 分散処理の実現 • 空間OSがエージェント群を結びつける – 共同利用のデータベース • ある空間内にあるエージェント・デバイスのデータ – メタデータ – 現在の状態 – API • アクセス権限管理 • 動作履歴の超長期保存 – エージェントサービスの中継・仲介 • 「黒板モデル」の黒板のようなもの – 書かれているのはRDFグラフ – 変化をプッシュしてくれる – メタデータも書けるし、外部URLへのリンクもある – アプリケーションのローカルオントロジーを勝手に作れるし共有もで きる – アクセス権限チェックがある(未実装。実装実験は成功) 27
  28. 28. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 「一生・代々」のサポート • 空間OSはRDFストレージ – RDF • 100年使えるデータ表現 • 多様性の許容 – 名前空間の分離 » 誰でも規格を作れる – 「矛盾」の許容 » 不完全でもスタート可能 • 変化の許容 – クラウドへのバックアップとプライバシー保 護 28
  29. 29. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 社会への参加 • 空間OSによる人・サービス・デバイスの連携 – その場での連携 • そこにあるデバイスをとりつぐ • 関係者へとりつぐ 例: – いつものデリバリ – エアコンが故障したときのサービス業者 – 家人が倒れたときの緊急連絡先 – 他の空間OSとの連携 • 上位の空間 – 人、人のいる部屋、家、ビル、街、国、世界 • 異なる空間 – 離れた場所 – 仮想空間 29
  30. 30. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ロボットOSに似ている • 共通点 – 分散処理 • 多数のヘテロなエージェント • 自律制御の集合体 – データ・イベントの伝達 • 相違点 – システム寿命 • ロボットOS:そのロボットの寿命 • 空間OS:寿命がきたデバイスを入れ替えながら存在・稼働しつづける – コンフィグレーション • ロボットOS:事前に設計 • 空間OS:その場でアドホック – データ • ロボットOS:使い捨て • 空間OS:保存し、利用する 30 実現したい 空間OS:ロボット群のOS
  31. 31. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OS2018 • Apache Fuseki互換性向上 • エージェントコード生成ツール – Java → RDF – RDF → Java, etc… • プログラミングモデルの定義とツールの追加 – 「ルール」によるデータノードの監視と制御 • データノードの監視・制御方法の確立 – 包摂アーキテクチャのサポート » 権限モデル – 機械学習エンジンとの接続 – ルール実装ツール • データアクセスコードジェネレータ – ルールエンジン • アルゴリズムをRDFで記述 • 配備方法をSPARQL(SPIN)で記述 • すべての入出力と内部状態をRDFストア内にもつ 31
  32. 32. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. Apache Fuseki互換性 • Fusekiとの同居 静的データはFuseki、動的データはMoyo (布石&模様) 32 Moyo拡張
  33. 33. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. エージェントコード生成ツール • プログラミング言語 ⇔ RDF コンパイラ・トランスレータ – Moyo用RDF作成の自動化 – プログラミング言語の多様性・変遷からの独立 Java → RDF → JavaScript, Go, etc… – 人間や、未来のAIのための可読性(意味表現) WebAssemblyやLLVMのような仮想マシン語表現では不足 33
  34. 34. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 課題(の一部) • どういうシナリオで開発するか • エージェント・ルール作成には膨大な手 間 – パターン認識系は機械学習でできるだろう • 「今玄関にいるのはお父さん」 – 常識発動系の作り方がわからない • 「お父さんが横たわっている。救急車呼ぶ?」 34 「人にできないところは人に頼む」 からスタート
  35. 35. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ご興味のある方 • AITC BizAR(ビジネスAR)部会 入会のご案内 http://aitc.jp/consortium/join.html • Moyoのダウンロード 2017年1月版(空間OS2016) https://github.com/m-nakagawa/jena/releases 35
  36. 36. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. http://aitc.jp https://www.facebook.com/aitc.jp 最新情報は こちらをご参照ください ハルミン AITC非公式イメージキャラクター

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