ユビキタスコンピューティングを実現するためのルールに基づく入出力制御デバイス 2002.9.27 塚本昌彦*1、寺田努*2、早川敬介*3、柏谷篤*3 *1 大阪大学大学院情報科学研究科 *2 大阪大学サイバーメディアセンター *3 NECインターネットシステム研究所本プロジェクトは、 NEC・阪大の共同研究(2001年度)として推進し、 NECの連携ラボ(2002年度)として推進中のものである。因果律に従う時間的継起の原則: 一切の変化は原因と結果とを結合する法則に従って生起する相互作用或は相互性の法則に従う同時的存在の原則: およそ一切の実体は空間において同時的に存在するものとして知覚される限り完全な相互作用をなしているカント「方法序説」生活のなかの些細な問題 • なくしたものが見つからない – 時計、財布、鍵、書類、ホッチキス、クレジットカード • 汚れ・故障・賞味期限切れに気づかない – たんすの上の埃、古くなった電球、ベランダの手すりのねじ、冷蔵庫の中の食品 • 子供はなんでもつけっぱなし、開けっ放し – トイレの電気、2階のテレビ、扇風機、冷蔵庫のドア、その他多数 • ほかさまざま些細な問題は多数「3GHz」でパソコンが動作するこんなに「すごい」時代に何でこんなに「簡単な」ことが問題になるのか？ – ごく身近なところでのごく簡単な「コンピューティング」が実現できていない! HAVi、Jini、TRON?いや、そんな“たいそう”な話ではない… けして“たいそう”な話ではない。実はすごく身近な話なのです… ユビキタスコンピューティングとは ubiquitous [同時に]いたる所に存在する.遍在する.遍在的な.(旺文社 Comprehensive) • いたるところにコンピュータがある(遍在)． • ユーザはいつでもどこでもそれを利用できる. • ユーザがいなくても自律的に動作できる. ユビキタスコンピュータの源流実世界にはすでに「ユビキタス」のもとがいっぱい! • 「場所」型コンピュータ：場所に備え付けられたコンピュータ – ホットスポット、ネットカフェ、ステーションオフィス、ゲームセンター、プリクラ、コンビニ端末、自動販売機、改札機、エレベータ、信号機、監視カメラ*、ガス漏れ警報機*、エアコン、冷蔵庫* • 「もの」型コンピュータ：ものに組み込まれたコンピュータ – スーパーの商品タグ*、盗難防止タグ*、マイコン内臓xxx • 「人」型コンピュータ：人に装着されたコンピュータ – ノートパソコン、PDA、携帯電話、デジカメ、携帯型音楽プレーヤー＊今はコンピュータではない！従来型コンピュータの動作原理 • 人間が机の前で使うもの – ディスプレイとキーボード・マウスを備える。 – GUIやCUIによりユーザが操作する。 • しかしユビキタスコンピュータは、 – 「場所」や「もの」が使う。 – 「人」も普段の生活のなかで使う。 →ディスプレイ、キーボード、GUIなんか使わない! ユビキタスコンピュータの動作原理ユビキタスコンピュータは、周りの状況を察知して、他のユビキタスコンピュータと情報交換をし、自律的に動作する。ポイント自律性：勝手に動く。汎用性（柔軟性）：何にでも使う。有機性：他のものと連動して動作する。この点に的を絞りできるだけ本体を小さくできるように不要な機能を排除する。 →ユビキタスコンピュータの基本形を見出す!! やりたいのは「スーパー」コンピューティングではなく「プチ」コンピューティング提案モデル • ユビキタスコンピュータは多数の単純な外部インタフェースをもつ。 • その動作は単純なルールによって記述する。 • ユビキタスコンピュータはルールを常に監視し、ルールに基づき入出力の制御を行う。 • ルールは可変。動作を止めずに書き換えられるようにする。入力ユビキタスコンピュータ入力入力入力入力出力出力ルールルールルールルール出力出力出力機能自律性・汎用性(柔軟性)・有機性に注目して基本機能を抽出＜基本機能＞ • 入出力の制御 • メッセージング(通信) • タイマ • ルールの追加・書換 • 識別この５点に絞ったことが本発表のポイント＜オプション機能＞ • データ蓄積 • ディスプレイ • ユーザ入力装置 • インターネット(IPv6) • その他入出力① • 駅に着いたらシステムが勝手に切符を購入する． • ぶつかり警報機．人ごみでほかの人にぶつかりそうになると警報ブザーが鳴る． • 子供が乗ってますランプ．後ろに車が近づくと点灯する． • ごみ箱いっぱい警報ランプ．一定量を越えるとランプがつく． • 黒板消しカウンタ．使用回数をカウントして一定回数に達するとクリーニングを促すランプがつく． • 人体検出扇風機．人が近づくと動作する． • ドッキリカメラ[StartleCam]．心拍数が上がるとカメラのシャッターがおりる．入出力② • 薬の服用を促す薬箱．食後に忘れないように警告ブザーがなる． • ユーザ行動にあわせて調光する電灯．アベックにはムードを出し，本を読むときには本にスポットを当てる． • 天気のいい日には日光浴をしたがる植木鉢． • 安全性を監視するネジ． • 街角ジョギング演奏[塚本01]．街角石畳を踏む場所によってなる音が変わる． • 絵が傾いていることを検出するセンサ • 公園のベンチやオフィスの椅子で体重や体脂肪率が量れる．メッセージング • • • • 共通の知人を持つ人が近くにいるとブザーが鳴る．知人が近くにいるとブザーがなる．たくさんのコップをPCで制御して音楽を演奏する．家の中のあらゆるものを外からインターネット経由で制御する． • 街角監視カメラを使って記念撮影し，インターネットに画像をアップする． • 街角の石畳を手元のパソコンの入力手段として利用する．タイマ • 一定時間冷蔵庫を開けっ放しにするとブザーが鳴る． • 商品の賞味期限が近づくにつれ警告のインジケータが点灯する． • 期限を過ぎると悪臭を放つ回覧板． • 窓閉め忘れ警報ブザー • 水出しっぱなし警報ブザー • 黒板マグネットや貼り付けメモ，クリップにToDoを書き期限を設定してあちこちに貼り付けておくと，期限間近の警報が鳴る．ルールの追加・書換 • 日ごろ通行者を監視している道路センサを使って，待ち合わせに遅れたA君がこの道を通りかかったらメッセージを伝えるようにしておく． • 祭日のイベントで，街中の踏切をそのまま使って，アトラクションゲームをする． • 通常オートロックのモードで使っているドアを一時的に合言葉であくようにしておく． • 生体センサを使って居眠り防止の振動機能をつけている椅子を踏み台に使う．そのとき振動機能を停止させておく． • 教室におかれた自立走行型の机と椅子をすべて，スクール形式のモードからシアター形式のモードに切り替える．識別 • 商品情報や合計金額を提示する買い物篭． • 冷蔵庫内のものの管理．賞味期限の近いものを使った料理を示唆してくれる． • 財布ロスト検出． • 商品単位での流通の管理． • 廃棄物の処理方法の追跡・監視．「有機的」な連携に向けて心のエージェントたちは，一つひとつをとってみれば，心とか思考をまったく必要としないような簡単なことしかできない．それなのに，こうしたエージェントたちがある特別な方法でいろいろな社会を構成すると，本当の知能にまで到達することができるのである．ミンスキー「心の社会」仮説：単純なルールで動くユビキタスコンピュータが連携することで、全体として複雑で知的な動作が行えるようになる。まとめユビキタスコンピュータの基本モデルを提案 • • • • ユーザが操作するのではなくセンサ情報などにより勝手に動作するためのものルール形式で入出力を制御するシンプルなエンジン複数のエンジンが互いに通信し合うことで複雑な機能を果たす．ごまつぶ大の実装も可能なモデルを目指した．この後の発表 – – – – ルールの記述法（寺田）試作機器・ハードウェア（早川）試作機器・ソフトウェア（義久） PC連携環境（岸野）ユビキタスにはルール処理エンジン!