3-1)『空気を読む家』とメタバース駆動開発構想空間OS モノと社会をつなげる

1. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 『空気を読む家』とメタバース駆動開発構想空間OS モノと社会をつなげる • 2023年2月3日e • 先端IT活用推進コミュニティ • XR研究グループ • コンテキスト・コンピューティング研究グループ • 日本総合システム株式会社中川雅三

3. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 3 発端：総連携 • 最初の問題意識 • 身の回りにあるデバイス群・サービス群が繋がっていない • つなげればいろいろな使い方ができるだろう • メーカーにはできない • ビジネスモデルが違う（と思ってる） • 囲い込みたい • 要求が多様すぎる • 責任をとりたくない • “標準”がない

4. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 4 空気を読む家 • “空気を読む家”というお題がたちあがった • 単に自動化したいわけではないだろう • 住みたい家は人によって嗜好・指向が違う • 住人やかかわる人の”能力”を”拡張”できればうれしい • 自分では気付かないことに気付く • 常時チェックする • 滅多に起こらないことにも適切に対処する • 面倒なときにはやってくれる

5. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 5 窓を開けませんか • “空気を読む家”で思いついたユースケース • 室温が上昇したときの冷却 • 空気を読む家が「窓を開けませんか」と提案する • 外は”気持ちがいい”気象 • 住人はそれに気付いていない • 特にこの解が良いケース • “気持ちがいい窓開け”に共感する人 • 高温に気付きにくくなっている独居高齢者近頃は運動不足 • “レガシーな業者”には、この提案はできない • 家電メーカー：エアコンつけておいてください • 住宅メーカー：窓やブラインドの開閉を自動化します • サービス業者（介護・見守り）：何かあったら責任とれません

6. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 6 「窓を開けませんか」の実装 • 何が必要か • センサー • 温度、カメラ… • 高度なセンサー • “そこに人がいてそれが誰で何をしているか”を解釈… • 一般知識 • 室温が高くなると危険、外気温が低ければ窓開けで室温を低下できる… • その場所・周辺に関する知識 • この部屋には窓があるエアコンもある、住人はこんな人… • 外は快晴、風力… • 使命・責任 • なんのために提案するのか、結果事故ったら？、評価されたら？… •これらの活動をつなげる基盤：空間OS

7. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 7 空間OSに求められるもの • デバイス群と人と社会が協働する基盤 • オーナーのために働く、そこにいる人のために働く… • 人がやるべきこと・やったほうがいいことは人に任せる • “社会”と連携する（例：ここに無いサービス・助けを求める） • 互換だが多様であり変化を許容する • すべてのデバイス・情報・人・社会が繋がれる • 世代の異なるデバイスが情報共有・接続できる • 永続する • 人の一生、世代にわたってサービスを継続し続ける • 秘密の開示・秘匿を制御できる • 「プライバシー＝秘密」ではない。時と場合による。 • 死にかけていればトイレにだって踏み込む

8. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 8 空間OSがあればできそうなこと • 多様な生き方・高齢・子ども… • 必要なところは極限まで自動化・お気軽化する • コンフィグレーション（設置、故障、世代交代、引っ越し…=継続的） • 弱いものの見守り（乳幼児、高齢者、ペット、植物…） • 人がやるべきところは人ができるようにする • 責任、利害調整… • 多様なリモート操作 • 新たな雇用 • その場で（大中小の）事業者がビジネスをできるようにする。 • 留守宅のペットの様子をみながらリモートで給餌する商売 • 本人確認できなくなったときに助ける商売 • OSがおかしなエラーログを出した現場に確認しにくる商売 …

9. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 9 空間OSと社会 • 空間OSをインフラにすれば… • 個人宅やオフィスで第3者がビジネスを実現 • 公共 • 事業者 • ボランティア → 「共助」のインフラデジタル庁統括官村上敬亮氏の講演資料よりデジ庁の問題意識：共助のインフラが必要

10. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 10 アーキテクチャの基本方針 • データ中心 • データだけが永続可能 • ハードウエアもOSも言語も規格も、寿命が人生より短かめ → デバイスを入れ替えながら、データを永続的にひきつぐ • メタデータも • メタデータ：データの解釈の仕方を説明するデータ • 扱うデータには「範囲」がある • 「ここ＝空間内」にある事象の観測事実と解釈 • ここにあるデバイス群や人に必要なものを扱う • 上記データの履歴データ：変化の観測も重要 ↓ “ここの空間に関するデータ”をコンテキストと呼ぶ

11. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 11 コンテキストの共有 • デバイスや人がデータを共有して協調動作すればいい • 動作の主体をエージェントと呼んでみる ↓ • 空間OSは「黒板モデル」の黒板であるとすればいい • 温度計エージェント：黒板に温度を書き込む（履歴も蓄積されている）メタデータ：型番・温度の単位・サンプリングレート… 関連データ：設置場所・信頼性… • 健康管理エージェント： • 読み込み：温度や湿度、気候、この家の構造… • 書き込み：判断ログ、執事エージェントへの依頼「窓をあけませんか」 • 執事エージェント： • 読み込み：依頼、この家の構造… • 書き込み：対話エージェントへ発話依頼「窓をあけませんか」… … 本当はもっと複雑な処理になるだろう「黒板モデル」については検索してみて

12. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 12 • ”コンテキスト”は現場のもの • クラウドやメーカーのものではない • 現場ですべてを制御できるようにする • コンテキストを機密の制御境界として使う • 外からは見えない • コンテキストに構造を持たせる「プライバシー」はゼロかイチかではないから • 自分だけの • 家族の • 医療・介護での • 仕事の • 友人との「プライバシー」への対応個別のエージェントごとに・見える部分・書ける部分・間接的に使える部分

13. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 13 ローカルとクラウド ―実装形態 • ローカル（Edge）の必要性 • プライバシーの保護：浴室の映像をクラウドに上げるか？ • リアルタイム性：msオーダーのレイテンシが必要なケースに対応。 • 堅牢性：クラウドやネットワークがダウンしても動き続ける。 • 多様性：あらゆる組み合わせや嗜好に合わせる。 • クラウドの必要性 • スケールできる。 • 広く情報を集める。 • 他と繋がる。 • 堅牢性：ローカルが破壊されてもデータを残す。 ⇒ 両方とも必要で、同レベルの高機能が求められる。

14. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 14 空間OSの実装 • データ表現：RDF • RDF：安定した仕様＋名前空間の分離＋メタデータの記述＋検索 • 名前空間の分離 → 誰でも自分だけの「規格」を勝手につくれる。 • 実装形態 • Webサーバとして実装 • HTTPはいまのところ安定している • 下位プロトコルが変化しても「問い合わせ＋応答」モデルは使い続けられる • WebSocketで変化を通知できる • 毎秒数100kB程度のストリームを扱えるだろう • ローカル連携にもクラウド連携にもつかいやすい • やらないこと（最初の実験では） • データ構造の階層 → まずはRDFで直接書いてみる • 音声や動画のような太いストリーム → 空間OSが扱うは接続情報のみ • セキュリティ → 扱おうとおもえばできることは確認してみる

15. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 15 空間OSの実装 • 空間OSは「黒板モデル」の黒板 • 空間内のあらゆる情報（コンテキスト）をエージェントが黒板へ書き込む • エージェントは黒板に書かかれた情報に基づいて動作し、結果を黒板へ書き込む • エージェントは同じコンテキストを共有して協調動作する空間OS=黒板空間内のあらゆる情報を保持 RDFストア＋変化通知＋履歴記録（＋権限制御）エージェントエージェント … エージェント HTTP+WebSocket HTTP HTTP+WebSocket

16. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 16 「家」における空間OS 一般知識・データオントロジー、ルール、気象情報、サービス、… エージェントメタデータクラス定義、機能定義… 空間OS：動的RDFストア（非公開） LOD (公開）ローカルナレッジ家族構成、間取り、契約… 空気を読む・人間API 会話、外部連絡、忖度… 管理エージェント安全、空調、電力… 認識・解釈エージェント人・ペット・環境… センサー・アクチュエータ温度計、マイク、カメラ、エアコン、掃除ロボット… プロトコルコンバータエージェント＝Web Servcie 他の空間OS 知識共有黒板モデル包摂アーキテクチャ的階層を含む

17. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 17 “空気を読む家”実装実験空間OSの試作 • Apache JENAを改造したRDFストア • 変化値を保持する「物理ノード」 • WebSocketで変化を通知 • 値変化の履歴を記録 • キュー型ノードによる包摂アーキテクチャのサポート • 属性設定によるアクセス権限制御実験 • 存在を見せない／値は読めないが検索には使える資料： • 「LOD の物理世界拡張と空間 OS」 http://aitc.jp/pubs/bizar/SIG-SWO-039-02.pdf • 「空間 OS によるエージェントのデータ共有と相互運用」 https://aitc.jp/pubs/bizar/SIG-SWO-048-01.pdf RDFストアとは：・RDFデータを保持する・グラフDB ・検索言語SPARQL LOD※で使われている ※ LOD : Linked Open Data クラウドにもedgeにも設置できる

18. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 18 実装実験で確認できたポイント • プログラムが思い通りに動作する • アプリを開発しやすい複数チームが分散作業でデモを実装 • エージェント化による明確な機能分割 • 容易なシミュレーション → 仮想と現実のシームレスな接続 • そこそこのパフォーマンス@JSONテキスト • 数10バイト：毎秒数万通知（@EC2 T2-microインスタンス） • 毎秒20フレーム姿勢骨格データ中継：20チャネル程度

20. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 20 空間OSの構成空間OS: デジタルツインストレージ（履歴・メタデータ・インデクス）センサセンサセンサ各種カメラ温度計ドア・窓 … センサセンサ計算エージェント人物認識空調・警備健康管理 … センサセンサアクチュエータ音声・ディスプレイエアコンロック …

21. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 21 メタバースの構成モデル空間: オブジェクトストレージ（APIつき）センサセンサセンシングキー・スイッチモーショントラッキング音声 … センサセンサ計算エージェントレンダリング物理シミュレーション NPC（対話エージェント）価値交換センサセンサフィードバックディスプレイ音声・振動 … 一体化しているシステムを分解してみると

22. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 22 マルチバースモデル空間: オブジェクトストレージ（APIつき）モデル空間: オブジェクトストレージ（APIつき）モデル空間: オブジェクトストレージ（APIつき）センサセンサセンシングセンサセンサ計算エージェントセンサセンサフィードバック空間OS: デジタルツインストレージ（メタデータと賢いインデクス付き）センサセンサセンサセンサセンサ計算エージェントセンサセンサアクチュエータモデル空間: オブジェクトストレージ（APIつき）マルチバースのハブとしての空間OS ・現実空間接続・データの標準マッピング

23. Copyright © 2023 Advanced IT Community to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 23 空間OS • プログラミングモデル • 空間OS：コンテキストの変化・時間経過 → 新しいコンテキスト • 多くの言語やRPCでは：イベント＋パラメータ → 応答 • コンテキスト＝エージェント群の共有情報 • フレームの外縁 • 機密の境界 • “空間”の種類 • 場所：身辺、部屋、家、ビル、街、国、車、メタバース… • グループ：家族、サークル、会社… • アクティビティ：生活、遊び、仕事… “コンテキスト”上のコンピューティング

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