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サーバレスで始めるHoloLens×Azureインフラ

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石川・金沢IoTビジネス共創ラボ 第3回勉強会_サーバレスで始めるHoloLens×Azureインフラ

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サーバレスで始めるHoloLens×Azureインフラ

  1. 1. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. サーバレスで始める HoloLens×Azureインフラ 2019年05月24日 株式会社ナレッジコミュニケーション 小泉 裕二 ⽯川・⾦沢IoTビジネス共創ラボ 第3回勉強会
  2. 2. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 自己紹介 2 小泉 裕二koizumi yuji 株式会社 ナレッジコミュニケーション 取締役副社⻑ COO ○プロフィール 1979年10月15日 生まれ 2000年〜某システムインテグレータ勤務 2006年〜ナレッジコミュニケーションに創業メンバーとして参画 2006年〜教育事業の⽴ち上げ 2008年〜モバイル事業の⽴ち上げ 2011年〜クラウド事業の⽴ち上げ f/b: https://www.facebook.com/yuji.koizumi.9
  3. 3. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 会社紹介 3
  4. 4. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 会社紹介 4 会社名 株式会社ナレッジコミュニケーション 設⽴日 2008年11月 (創⽴2006年5月) 人数 26名 資本⾦ 9,000,000円 代表者 代表取締役 奥沢 明 本社所在地 千葉県市川市相之川3-13-23 丸伝小川ビル3階 支社 熊本支社 主要取引先 メディア系 Cloud AI HoloLens Robot 経営理念 破壊的イノベーションで世界の在り方を変える クラウド・AI・MRの分野で今までにない 付加価値を提供し、社会に貢献致します。
  5. 5. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 沿革 5 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 株式会社ナレッジコミュニケーション 設⽴ 自社サービス基盤をパブリッククラウドに移⾏ クラウドインテグレーションサービス「ナレコムクラウド」提供開始 Microsoft Azure取扱い開始 / クラウド型機械学習提供サービス開始 IoTビジネス共創ラボ参画 / 熊本拠点(DevOps&RD)を設⽴ Microsoft HoloLensサービス提供開始 MRPP認定 / Azure Goldパートナー認定 創業 学び総合サイト「学び&おけいこのナレコム」提供開始
  6. 6. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. IoTビジネス共創ラボ/物流・社会インフラWG 6 イベント 畜産 輸送・交通
  7. 7. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 事例紹介 7 2018年05月25日 名古屋⼤学様及び中部電⼒株式会社様(販売カンパニー法人営業部)との エネルギーマネジメント分野での共同研究にて Azure Machine Learning Studio 及びPower BIを利⽤し 予測分析結果の可視化を実現 https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000008.000004474.html 2018年11月2日 トヨタ情報システム愛知株式会社様の⼤規模データ処理基盤において Azure Databricksの導⼊⽀援を⾏い、約30倍の処理速度向上と 1/8のコスト削減を実現 https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000011.000004474.html
  8. 8. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. サーバレスで実現する Hololensソリューション 8
  9. 9. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 付箋を貼るように3Dモデルにコメントや関連コンテンツを貼り付け 閲覧できるようにするナレッジ共有のためのコミュニケーションツール 弊社HoloLens向けソリューション 9 Display 3D Model Everywhere Post and Share Comment on the 3D Model!
  10. 10. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. ナレコムVR 10 Comment Speak in 10 sec. Add Comment コメント挿⼊ 多言語翻訳対応 Brightness button Comment Botón de brillo Comment 明るさボタン Comment 音声で好きな場所にコメントを挿入 コメントの翻訳に対応しているため多言語でのコミュニケーションが可能
  11. 11. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. ナレコムVR 11 明るさボタン Comment 遠隔共有 オブジェクトやコメントはクラウドに保存され、 様々なロケーションから参照できる
  12. 12. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. ナレコムVRバックエンド 12 サーバレス アーキテクチャで実装
  13. 13. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. このソリューション、お客様の課題 から生まれました 13
  14. 14. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 開発背景 14 ⽴教⼤学理学部化学科 望月研究室 HPCによる分子シミュレーションでタンパク質の⽴体構造解析や 分子状態の解析を研究 研究成果をいかにして他者にわかりやすく伝えるか、分子構造の 可視化、表現⽅法を模索
  15. 15. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 化学分野における課題 15 ⽴体構造の可視化 原子、分子は肉眼で確認できないほど小さく、 電子顕微鏡といった特殊な機器を用いなければ実体を観察できない 研究、教育の分野では、分子の⽴体構造を平⾯で表現するために 様々な模式図を用いているが、3次元的な把握にはスキルを要する
  16. 16. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. ⽴教⼤学の取り組み 16 3Dプリンターの模型を使った授業 印刷物では表現が難しい分子の⽴体構造を、 分子模型として3Dプリンターで出⼒して授業に活用 分子の⽴体構造を視覚的、触覚的にわかりやすく表現することで 分子構造に関する理解を促進 出典: 望月祐志 他 (2016) J. Comput. Chem. Jpn. 15, 66-67.
  17. 17. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 3Dプリンターの課題 17 模型の作成時間 • 複数模型が必要な場合、並⾏して作成できる数に限りがある 遠隔地とのモデル共有 • 共有する場合は作成した模型を送るか、共有先で同じ模型を作成 内部構造の把握 • パーツに分解して作成すれば可能だが、組⽴てが困難なこともある 情報の書き込み • 印刷物のように文字を書き込むことが困難 出典: 株式会社スタジオミダス http://studio-midas.com/product
  18. 18. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. HoloLensによる解決 18 3Dプリンターの課題を HoloLensで補完 仮想の3Dモデルを現実空間に描画することで、 3Dプリンターでは困難な表現、操作を可能にし、 研究者、学生の情報共有を円滑化
  19. 19. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 課題に対するアプローチ 19
  20. 20. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. アプリ構想 20 Comment 3D Model Model List HoloLens App Content Comment 3Dモデル表示と付加情報の挿⼊ 3Dモデルの表示だけでなくコメントや シミュレーション動画のような付加情報を 挿入できるようにしてナレッジ共有を促進
  21. 21. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. インフラ構想 21 Database Storage API Server 3D Model Content Model List Content Comment クラウドの活⽤による遠隔共有 3Dモデルやコメント、関連コンテンツを クラウド上に保存し、複数台のHoloLensで共有 インターネットにアクセスできる環境であれば どこからでも参照でき、遠隔地との共有も容易
  22. 22. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. アプリ/インフラ構想 22 Comment 3D Model Model List HoloLens App Database Storage API Server 3D Model Content Content Model List Content Comment Comment
  23. 23. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. インフラ設計の課題 23 Comment 3D Model Model List HoloLens App Database Storage API Server 3D Model Content Content Model List Content Comment Comment リソースを どう構成するか︖ HoloLens/Azure連携 での制約は︖
  24. 24. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. インフラ設計の課題 24 Comment 3D Model Model List HoloLens App Database Storage API Server 3D Model Content Content Model List Content Comment Comment リソースを どう構成するか︖ HoloLens/Azure連携 での制約は︖
  25. 25. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. HoloLensとAzureの連携 25 OS Windows 10 Windows 10 CPU Atom x5-8100 (x86) Pentium Gold 4415Y (x86-64) RAM 2GB 4GB Storage 64GB 64GB Wi-Fi IEEE802.11ac IEEE802.11ac HTTP Client Yes Yes スペックはTablet PCと同等 HoloLensアプリとの連携は一般的なWeb APIの仕様でOK特殊な仕様やプロトコルは不要
  26. 26. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. インフラ設計の課題 26 Comment 3D Model Model List HoloLens App Database Storage API Server 3D Model Content Content Model List Content Comment Comment リソースを どう構成するか︖ HoloLens/Azure連携 での制約は︖
  27. 27. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 導⼊台数 27 Commercial Suite ¥555,800 10台導入を仮定すると・・・ 555,800 × 10 + (開発費) = 1千万円〜 教育・研究機関、特に研究室レベルでの導入は1~2台が限度
  28. 28. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. IaaS/PaaSで構成した場合 28 SQL Database Storage Content Model List Content Comment Virtual Machines 負荷にかかわらず時間課⾦ Azure VM、SQL Databaseはアクセスの有無に かかわらず時間で課⾦される アクセスの頻度の低いサービスに固定の課⾦が 発生することはコスト⾯でメリットがない 3D Model
  29. 29. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. IaaS/PaaSで構成した場合 29 SQL Database Storage Content Model List Content Comment Virtual Machines 開発工数 OS、ランタイムやDBのテーブルスキーマといった 初期設定が必要となり、Webアプリケーションの 開発に時間がかかる 3D Model
  30. 30. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. IaaS/PaaSで構成した場合 30 Storage Content Model List Content Comment Virtual Machines Virtual Machines SQL Database 3D Model 可⽤性・スケーリングの問題 Web APIのため、PCやタブレット端末への サービス提供が想定される 将来的にアクセスが増加した場合には、 負荷に応じて仮想サーバの拡張、増設が必要
  31. 31. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. アプリ/インフラ構想 31 Comment 3D Model Model List HoloLens App Database Storage Server Content Content Model List Content Comment インフラを サーバレスで設計 3D Model
  32. 32. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. サーバレスとは 32 オンプレミス IaaS (Azure VM) PaaS (App Service) サーバレス ハードウェア OS・ランタイム アプリケーション サーバ管理・運⽤ サーバに関する心配事が “ない” システム サーバを使わないわけではない
  33. 33. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. サーバレスを実現するAzureサービス 33
  34. 34. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. サーバレス 34 The pool of warm workers イベントドリブンでスクリプトを実⾏できるサービス Azure Files Mount Request Response Azure Functions Function as a Service (FaaS) 必要な時だけサーバが割り当てられ 使わなかったら自動でなくなる Azure Functions Allocates a preconfigured server
  35. 35. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. Azure Functionsで構成した場合 35 Content Model List Comment アクセス量に応じた運⽤コスト 実⾏時間・回数のベースの従量課⾦制なので アクセスの頻度の低ければ低コストで運用可能 アクセスがなければ課⾦はほぼゼロ Azure Functions Database Storage Content 3D Model
  36. 36. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. Azure Functionsで構成した場合 36 Content Model List Comment アプリケーション開発に専念し 開発工数を削減 Azure Functionsの管理はアプリケーションのみで サーバの展開、保守・管理が不要 Webアプリケーション開発に専念できるため開発⼯数 を短縮できる Azure Functions Database Storage Content 3D Model
  37. 37. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. Azure Functionsで構成した場合 37 Content Model List Comment 小規模のPoCから ⼤規模運⽤まで柔軟に対応 負荷に応じて瞬時にスケールアウトするため、 小規模から大規模運用まで同じ環境で対応可能 Azure Functions Database Storage Content 3D Model
  38. 38. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. ストレージの設計 38 Content Model List Content Comment Azure Functions Blob Storage Blob Storage オブジェクトストレージ 3Dモデルやメディアデータ等の非構造化データの保存 エクサバイト級の容量と⾼いスケーラビリティにより ディスク容量を気にせず運用ができる いずれもAzure Storageの一機能のため 保存容量とトランザクションが課⾦対象 3D Model Database Storage
  39. 39. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. DBの設計 39 Content Model List Content Comment スキーマレスDBでありテーブルスキーマ設計が不要 保存データの変更に柔軟に対応できるため、 アプリ開発に依存せずインフラの開発ができる Table Storage Azure Functions Blob Storage Table Storage NoSQLデータストア サービス利⽤状況に応じてCosmosDBに置換 Storage 3D Model
  40. 40. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. Hololensでの課題を Azureサービスで解決 40
  41. 41. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. HoloLensアプリとAzureインフラ 41 開発はHoloLensとAzureでほぼ完全に分業 Comment 3D Model Model List Content HoloLens App Comment
  42. 42. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. HoloLensアプリの課題 42 HoloLens App コメント機能 教育・研究の現場では留学生や国外研究機関との 共同研究も想定される コメント機能には入⼒が容易で多言語に対応した 入⼒機能と異言語間でのコミュニケーションを 支援する機能の実装が望ましい Comment
  43. 43. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. HoloLensでのテキスト⼊⼒ 43 ソフトウェアキーボード タッチパネルインターフェースと同様のキーボード 頭を振ってカーソルをキーに合わせ、タップ操作を する必要があり操作性に難がある
  44. 44. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. HoloLensでのテキスト⼊⼒ 44 ⾳声⼊⼒ OS標準機能で音声入⼒も対応しているが、 対応言語が限定され、多言語の入⼒は不可 Hello! こんにちは!
  45. 45. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 多言語コミュニケーション 45 コメント翻訳 翻訳機能で言語的なコミュニケーション障壁を なくすことでよりスムーズなナレッジ共有を実現 HoloLensの標準機能では対応できない
  46. 46. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. Microsoft AIで解決 46 学習済みAIをREST APIで手軽に実装できるサービス AIモデル構築や推論用サーバの構築なしに汎用的AIを アプリケーションに組み込める Cognitive Services Artificial Intelligence (AI)
  47. 47. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. Cognitive Services使⽤例 47 Registered Face 顔の検出、識別、分析、グループ化、タグ付け Computer Vision 画像から意思決定に役⽴つ情報を抽出
  48. 48. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. Cognitive ServicesのAPI 48 • Text Analytics • Translator Text • Bing Spell Check • Content Moderator • Language Understanding • QnA Maker Language Search • Bing Web Search • Bing Visual Search • Bing Custom Search • Bing Entity Search • Bing Video Search • Bing News Search • Bing Image Search • Bing Autosuggest • Bing Local Business Search Preview • Speaker Recognition Preview • Speech Service Speech • Computer Vision • Face • Video Indexer • Content Moderator • Custom Vision Preview • Form Recognizer Vision 5カテゴリ 26種類のAPI • Content Moderator • Anomaly Detector Preview • Personalizer Preview Decision
  49. 49. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. (余談)技術検証ブログで新しいサービスの検証ブログを発信しています ナレコムAzureレシピ 49
  50. 50. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. アプリでの実装 50 Speak in 10 sec. Add Comment Brightness button Comment Botón de brillo Comment 明るさボタン Comment Translator Text テキスト翻訳 Speech Service 音声のテキスト変換 60以上の言語の相互翻訳に対応 Table Storageに保存された原文コメントを⺟国語に翻訳して表示 30言語の音声文字起こしに対応 言語コードで変換先指定ができるため ソフトウェア的に多言語対応が可能
  51. 51. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. HoloLensアプリとAzureインフラ 51 実際に作成したアプリとインフラ Comment 3D Model Model List Content HoloLens App Comment
  52. 52. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. 開発期間 52 アプリ/インフラ 構想・設計 アプリ連携調整・テスト 3日 Web API開発 2週間 2週間 HoloLensアプリとWeb APIを1ヶ月で実装 3週間 1週間 アプリ/インフラ 構想・設計 テスト/デバッグHoloLensアプリ開発 Azure インフラ HoloLens アプリ 開発人数 Azure: 1人、HoloLens: 1人
  53. 53. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. Azure利⽤料 (実際の構築環境) 53 実請求額 500円 未満 最も利用した月の請求額の内訳 • Azure Functions 1円 • Azure Storage (Blob, Table, Queue, Fileの合計) 350円 • Cognitive Service • Speech Service (Bing Speech) 130円 • Translator Text 5円
  54. 54. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. ナレコムVRの事例 54 2018年5月24日 ⽴教⼤学理学部 望月研究室にて Microsoft AzureとMicrosoft HoloLensを 利⽤した3D分子構造情報を共有する 新しい授業の導⼊に向け模擬授業を実施 https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000006.000004474.html 2018年9月4日 エピトープ解析システム 『MODELAGON(モデラゴン)』において Microsoft AzureとMicrosoft HoloLensを 利⽤した『ナレコムVR』と連携した実証実験を開始 https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000003.000004474.html
  55. 55. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. まとめ 55 展開を読み辛いサービスに サーバレスの選択 HoloLensを使ったソリューションは前例が少なく サービスの展開が読みづらい サーバレスアーキテクチャを活用することで コストを抑えつつ、将来を⾒据えたスケーラブルな サービス開発が可能
  56. 56. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. de:code 2019でナレコムVRの体験会を実施します。 56
  57. 57. © 2019/5/29Knowledge Communication Co., Ltd. Hololensの使い方や初期設定の技術ブログも配信中です 57

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