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空間OSの設計コンセプトと
先端IT
2016年2月4日
先端I...
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空間OSとは
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空間OSとは
• ある場所にある様々なデバイスを連携させ
る「メ...
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現在の構成
• 1個のサーバを設置
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空間OS
サーバ
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単純な動作例
• お父さんが帰宅するとドアが開く
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空間OSの
目的と実装
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空間OSの目的
• 「様々なデバイスが連携して、一生・代々
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現在の課題
• でも今は連携できない
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解決策
• API・データ・インタフェースのアーキテクチャを統
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LODの採用
• LOD: Lined Open Data
語彙...
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CPLODへ拡張
• LODを拡張してCPLOD(Cyber P...
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外界への作用
• 物理世界(デバイスやシステム)の監視・操作をで...
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変化の検出と応答
• オーバヘッドの少ない監視・操作ができるよう...
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データごとの権限制御
• 監視・操作の権限判定
– RDFで、権...
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空間OSの実装
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RDFストア
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論理的な構成
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デバイス
GUIなどのサブシ...
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論理的な構成
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人間APIなどのサブシステム...
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空間OSの特徴と応用
• サブシステムが「コンテキスト」を共有で...
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2016年2月4日 空間OSの設計コンセプトと先端IT

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発表日:2016年2月4日
イベント名:ITフォーラム2016 協働プロジェクト『空気を読む家』
イベントURL:http://www.ipsj.or.jp/event/sj/sj2016/IT-F_AITC.html
タイトル:空間OSの設計コンセプトと先端IT
概要:協働プロジェクトのコアとなる「空間OS」の設計コンセプトとアーキテクチャを紹介し、人工知能やIoTといった最新技術をどのように巻き込んでいるかを説明します。
発表者:中川 雅三

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2016年2月4日 空間OSの設計コンセプトと先端IT

  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 2016年2月4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. 空間OSとは 2
  3. 3. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OSとは • ある場所にある様々なデバイスを連携させ る「メタOS」 3 空間OS 最初は「家」で実装開始
  4. 4. 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 4 空間OS サーバ エアコン 監視カメラ ロボット ドアロック 警備 サーバ 空気を読 むサーバ 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
  5. 5. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 単純な動作例 • お父さんが帰宅するとドアが開く 5 玄関 カメラ 空間 OS ドア ロック 人認識 門番 映像 開錠 玄関映像 玄関開けてね 玄関にお父さん お父さんが玄関
  6. 6. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OSの 目的と実装 6
  7. 7. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OSの目的 • 「様々なデバイスが連携して、一生・代々 にわたって、私たちの生活を支える。」を 実現したい。 7
  8. 8. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 現在の課題 • でも今は連携できない 「先端IT」の潜在力を使い尽くせていない… – 規格の非互換性による分断 • メーカー・グループによる囲い込み • OS・プログラミング言語・ハードウエアに依存 – 規格の不在 • 新しい産業、小規模プレイヤーのための規格 • 多様性へ対応した規格 – 規格の寿命 • 規格の寿命<産業の寿命<人間の寿命<代々利用 8 規格:APIやプロトコル
  9. 9. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 解決策 • API・データ・インタフェースのアーキテクチャを統 一 • メタデータによるデータやAPIの記述 – 規格の非互換による分断 → 既存規格とはアダプタで整 合 • 統一規格があればn個のアダプタですむ – n種類の規格を直接接続するとnC2個のアダプタが必要 • 統一規格があれば、データを相互利用できる – 規格の不在 → 現場で勝手にAPIを作れるように • 乱立させたAPIを、デファクト規格へ収斂するエコシステム • メタデータで自動変換 – 規格の寿命 → メタデータで自動変換 9
  10. 10. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. LODの採用 • LOD: Lined Open Data 語彙の作り方・データ構造の表現・アクセスインタフェー スを統一 (World Wide Web for Machines) – RDFストア • 任意のグラフ表現: あらゆるデータ構造を表現できる – メタデータも書ける » アダプタの自動選択・自動構成を可能にできるだろう • IRI – 名前空間の分離: 誰でも勝手に実装できる – 名前空間の特定: 標準として使える(誰でも参照できる) – インターネット上の他のデータを参照できる – HTTP+SPARQL • 最も普及しているプロトコル • SPARQL言語でRDFへアクセス(やや物足りないが) 10
  11. 11. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. CPLODへ拡張 • LODを拡張してCPLOD(Cyber Physical LOD)へ – 空間OSの実現に不足している機能を拡張する 不足: • 外界と相互作用できない – 「API」にはなれない • 処理オーバヘッドが大きい – 「問い合わせに対する応答」というインタフェースしかな い。 • データごとの権限制御ができない – ある相手に対して、すべてをオープンするか、すべてをク ローズにするかしか選べない。 11
  12. 12. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 外界への作用 • 物理世界(デバイスやシステム)の監視・操作をできるようにする – RDFストア内のデータ(ノード)を、物理世界のデータと結び付ける • 物理世界の変化で、そのデータの値が変化する • そのデータへ値を書くと、物理世界のデバイスやシステムが動く • Lピカ: https://youtu.be/CWXya-e80OU → メモリマップドI/Oに似ている 12 PREFIX lcl: <http://bizar.aitc.jp/ns/fos/0.1/local#> PREFIX : <http://bizar.aitc.jp/ns/fos/0.1/> APPLY { CONSTRUCT{ _:1 :設定 "ON" . _:1 :対象 ?idfr . } WHERE { ?s1 :パス識別子 lcl:1F . ?s1 ?p2 ?s2 . ?s2 :パス識別子 lcl:居間 . ?s3 :値主 ?s2 . ?s3 :パス識別子 lcl:照明 . ?s3 :値識別子 ?idfr . } }
  13. 13. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 変化の検出と応答 • オーバヘッドの少ない監視・操作ができるように する – WebSocketでRDFストア内のノードの状態変化を監 視・操作できるようにする。 • 変化・判断へ即時に対応することができるようになる。 • https://youtu.be/7FYqlfmg5TM 13
  14. 14. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. データごとの権限制御 • 監視・操作の権限判定 – RDFで、権限に関するメタデータを記述する。 – SPARQL処理系を拡張し、権限チェックとデータへの アクセス許可の機能を実装する。 14
  15. 15. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OSの実装 15 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/POST WebSocket 既存 アプリケーション アダプタ 既存API 空間OSサーバ 最初は簡単な実装から
  16. 16. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 論理的な構成 16 空間 ドライバ デバイス GUIなどのサブシステム カーネル アプリケーション ドライバ デバイス ドライバ デバイス ドライバ デバイス HTTP 人間APIなどのサブシステム CPLOD (Cyber Physical Linked Open Data) 空間OS型 アプリケーション アダプタ HTTP アダプタ デバイスドライバ的 アプリケーション コンピュータ 一般アプリケーション • 一般のOSとの対比 空間OSOS センサ・ディスプレイ ….スケジュール・掃除… 空気を読む家・オフィス・街…
  17. 17. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 論理的な構成 17 空間 HTTP 人間APIなどのサブシステム CPLOD (Cyber Physical Linked Open Data) 空間OS型 アプリケーション アダプタ HTTP アダプタ デバイスドライバ的 アプリケーション 一般アプリケーション これまでにない ソフトウエア ↓ 作り方が自明でない 既存の ソフトウエア+α • 開発技術 スマホ・ロボット掃除機… IoT・画像認識AI… ルールエンジン コンテキストコンピューティング 意思決定AI? 状況認識AI ? 対話AI?
  18. 18. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OSの特徴と応用 • サブシステムが「コンテキスト」を共有できる ← RDFストアを使える から – 「巨大なパラメータを渡せるAPI」と等価 例: • 空調、警備、掃除、執事などのサブシステムが、今住人が何をしているかを共有してい る。 • 歴代のシステムが残した行動データから住人の老化を検出して、サポートする。 • 空間OS同士を接続できる ← すべての空間OSが互換だから – 新しい形態のアプリケーションを構築できる 例: • テレイグジスタンスで家屋や機材の点検・修理 • 街OS上のアプリケーションが家OSと連携して洪水被害の可能性のある家へ防災情報を伝 達、避難状況を把握 • デバイスを通して人々を連携できる ← すべてのデバイス・ソフト を連携できるから – 関連する人々をつなぐアプリケーションが作れるようになる。(「社会」を ユーザーとする) 例: • 独居高齢者をサポート:出入り業者、ご近所、行政、遠くの家族、ボランティア… – 故障した家電がいつもの業者へ修理依頼 – 知らない顔の業者が来たら、会社へ照会 – 非常時にはご近所に救援依頼 18
  19. 19. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 課題 19
  20. 20. Copyright © 2015 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 空間OSの課題 • 語彙・オントロジーの設計 – 実用的な設計手法? – APIやデータを自動変換できるようにするには? – 乱立させたAPIを収斂させるエコシステムとは? • アプリケーションの構築方法 – 「空気を読む家」を汎用的に作るには? • セキュリティ – どうしたら安全・安心にできる?責任の所在は? • 実現 – 稼げるビジネスモデル? 20
  21. 21. 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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