総務省受託研究

ユビキタスネットワーク技術の研究開発～ ユビキタスネットワーク認証・エージェント技術 ～寺西裕一・下條真司（応用情報システム研究部門）

1. はじめに

2. 研究開発概要・目標

ユビキタスネットワークの市場規模は 2010 年に

本研究では、ユビキタス環境下で各種コンテンツは 84．3 兆円に達すると試算され、e-Japan 戦略第二を効率的に提供するためのエージェント技術につい期として「元気・安心・感動・便利」社会を目指すて研究を推進する。

IT 政策が日本政府により推進されている。この政策

まず、アプリケーションレベルにおいて、ユビキの一環として、2003 年度より、総務省情報通信分野タスコンテンツアクセスメカニズムに関する研究をにおける研究開発委託「ユビキタスネットワーク技行い、膨大なリソースを、メタ情報とユーザのプロ術の研究開発」の課題の一つである「ユビキタスネッファイルをマッチングすることにより効率よくユートワーク認証・エージェント技術」に関する研究開

ザに提示する技術と、コンテンツをユビキタスに配発を、日本電信電話（株）（代表機関）、大阪大学、信し、かつその膨大なコンテンツを意味的にまとめ東京大学、（株）日立製作所が共同で受託している。て発見する技術を研究開発する。

本研究開発は、参加機関が密に連携しながら、以下一方で、これをネットワーク側から支援するため、の研究テーマについて 2003 年度から 2007 年度まで網の構成や利用状況を把握するネットワークエーの 5 年計画で推進していく予定となっている。本研

ジェントと利用者の用途に応じた通信形態を判断す究を担当する各機関で構成される UAA 研究グルー

るユーザエージェントとの協調によって多様な無線プでは、様々な連携アプリケーション開発や実証実アクセス技術をアプリケーションに応じて効果的か験を実施している。

つ透過的に利用可能とする技術と、端末数が膨大で•大量モビリティ対応認証技術に関する研究開かつ構成が動的に変化する低機能端末網に対して高発（日立製作所）

速かつ機能的なメッセージ交換を実現する適応的経分散型認証制御技術に関する研究開発（日立製路制御技術についても検討する。

•作所）•

自律分散ノード認証技術に関する研究開発（東3. 研究内容京大学）••

本研究は、先に述べた通り、大きく分けて、以下自律適応型ネットワークシステム構成エーの 2 つの取り組みに大別できる。

ジェント技術に関する研究開発（NTT）

１． コンテンツアクセスメカニズム

コンテンツ流通エージェント技術に関する研２． 無線ネットワーク制御・適応的経路制御技

究開発（大阪大学）

術

大阪大学では、本センター応用情報システム研究

以下では、それぞれにおける本年度の成果について部門（下條研究室）および情報科学研究科情報ネッ述べる。本年度は 5 年計画の 4 年目であり、これま

トワーク学専攻インテリジェントネットワーキングでの研究成果の実用化に向けてプラットフォームシ講座（村上研究室）が中心となり、奈良先端科学技ステムとしての機能拡充や公開が行われ、幅広い研術大学院大学および尾道大学の研究者と共同して、究者、開発者にアピールするとともに、最終年度実「コンテンツ流通エージェント技術」について研究施予定のプロジェクト連携や実証実験に向けた準備を推進している。

が整った年であった。

- 117 -UAA Open Service Architecture
高度ｻｰﾋﾞｽ連携

UbiquitousAuthentication

Ubiquitous Service Coordination
Ubiquitous Context

ｻｰﾋﾞｽ自律化

Ubiquitous AgentP2P Overlay / Remote Messaging

ﾈｯﾄﾜｰｸ仮想化

Adaptive Network
図 3-1-1: UAA オープンサービスアーキテクチャ

3.1. 本年度の成果概要の主眼をおいている。このレイヤにおいては、無線

図 3-1-1 は、ユビキタス認証・エージェント（UAA）研究グループにおいて本年度検討した UAA オープ統合網の有効利用と、低機能端末網における高品質かつ安定した通信を実現する。
各レイヤにおける本年度の研究成果について概要

ン サー ビスア ーキ テクチ ャを 示して いる 。 UAA
オープンサービスアーキテクチャは、下位より、を以下に述べる。

Adaptive Network レ イ ヤ 、 P2P Overlay / Remote

コンテンツアクセスメカニズムの研究開発におけ

Messaging レ イ ヤ 、 Ubiquitous Agent レ イ ヤ 、る今年度の研究成果は、 (1) P2P エージェントプ

Ubiquitous Context レ イ ヤ 、 Ubiquitous Service

ラットフォームの拡充と実証評価、 (2) コンテンツCoordination レイヤ、および、各レイヤに横断的に発見・配信機能の高度化研究、(3) プロジェクト間位置する Ubiquitous Authentication レイヤから成る。

連携の推進 に大別される。

コンテンツアクセスメカニズムの研究開発においまた、無線ネットワーク制御・適応的経路制御技ては、これらのうち、特に P2P Overlay / Remote術の研究開発における成果は、(4)無線統合網においMessaging レ イ ヤ 、 Ubiquitous Agent レ イ ヤ 、て最適な無線インタフェースと経路を選択する技術

Ubiquitous Context レイヤに研究のフォーカスをおと、 (5)低機能端末網における機能的集合を考慮しいている。P2P Overlay / Remote Messaging レイヤでた適応的経路制御技術に分類できる。

は、散在するセンサー、モノ、コンテンツ、ユーザ

3.2. コンテンツアクセスメカニズムなどを P2P ネットワークのピアとして接続可能と(1) P2P エージェントプラットフォームの拡充とした上で、リモートに存在するピアとの間でメッ実証評価セージのやりとりを行うことを可能とする。

本委託研究で研究開発を進めてきた P2P エー

Ubiquitous Agent レイヤでは、P2P として接続されジェントプラットフォーム PIAX をさらに実用的なたピア上で自律的に計算主体として動作するエーものとするための各種機能拡充を行った。

ジェント機能を提供する。Ubiquitous Context レイヤ

まず、プラットフォーム機能として研究開発を進では、P2P ネットワークやエージェントから得られめてきたエージェントプラットフォーム PIAX の実る情報をもとに、ユーザのコンテキストを抽出し、用化に向けた機能拡充、および、オープンソース公その場、そのときにもっとも相応しいコンテンツを開を行った。また、PIAX が動作する小型デバイス選択する機能を提供する。

PIAX nano の開発を行い、アプライアンスとして容一方、無線ネットワーク制御・適応的経路制御技易に利用可能とした。

術の研究開発においては、主に Adaptive Network レ

さらに、PIAX を活用した実証アプリケーションとイヤ、特に無線ネットワークの効率的な利用に研究して、地図に基づくコンテンツ流通機構 MapWiki- 118 -の分散位置コンテンツ管理機能 Diploid を実装し、サー観測値の分布を把握でき、かつ、冗長な情報を実用性、スケーラビリティを確認している。

削減することが可能なデータ収集手法について検討

図 3-2-1 は、PIAX nano の概観である。PIAX nanoを進めた。また、クエリに対する応答転送履歴に基は 、 ベ ー ス と し て ARM 系 CPU を 搭 載 し た

づく P2P ネットワーク自己組織化手法の検討や、コArmadillo-240 を使用しており、以下の特徴を持つ。

ンテンツのもつ時間依存の重要度と位置情報に着目••••

消費電力・コストにおいて有利となる ARMしたクエリの転送方式により、クエリにおけるトラ系 CPU を採用。

ヒックを削減する手法の検討も行った。
また、位置に基づくコンテンツ発見・探索サービ

PoE 対応により、イーサケーブル接続のみで動作可能。

スを容易に実現するための一手法として、WWW 上

Web ブラウザによる簡単設定でセンサーをにある膨大な Web コンテンツをクローリングし、自PIAX ネットワークへ接続可能。

然言語処理によって住所記述を抽出することで緯ARM 系 CPU に最適化・改変された PIAX ソ

度・経度をインデックスとした位置コンテンツを生フトウェアを搭載。GCJ コンパイラの使用に成可能とするインデクサの開発等にも取り組んでいより ARM ネィティブコードで動作。

る。
(3) プロジェクト間連携の推進
本プロジェクトでは、各種ユビキタス関連プロジェクトとの連携についても積極的に取り組んでいる。今年度、ユビキタスネットワーキングフォーラ
ムにおいて開発されたオープンセンサーネットワー
クアクセスプロトコル OSNAP と PIAX を連携させるためのセンサーエージェントの開発を行った。
東大、九州工業大学、KDDI などから構成される Ubila
プロジェクトとの連携も進め、KDDI 製のライフロ
グ携帯端末と MapWiki の連係や、CroSSML と呼ばれるサービス記述言語と PIAX、OSNAP とを連携さ

図 3-2-1: PIAX nano の概観せたアーキテクチャの検討、実証アプリケーション(2) コンテンツ発見・配信機能の高度化研究の開発も行っている。さらに、PIAX、OSNAP、

P2P Overlay レイヤに相当するコンテンツ発見・配CroSSMLの 実 証 ア プ リ ケ ー シ ョ ン

信機能に関する研究、および、Ubiquitous Context レ

秋葉原ユビキタス実証実験スペース(東京大学)

イヤに相当するコンテンツ推薦手法に関する研究を

顔認証センサー人感センサー
照明アクチュエータなど

OSNAP
CroSSMLPIAX進めた。
P2P Overlay レイヤに相当する研究としては、ユビ
キタス環境における利用者やコンテンツの位置に基づくオーバレイやその応用に関する研究に取り組んでいる。とくに、P2P ネットワークの各ピアに、地CroSSServer
テレビ会議システム

ゲートウェイPIAX テストベッド(大阪大学)
AGT
アプリケーション
エージェント

顔認証センサーAGT
AGT

JGN II

AGT
ユーザ

AGT

在席者
登録(Agent)

プロファイル

理的なボロノイ領域で示される担当領域を与え、担テレビ会議システム

当領域内に存在する位置依存情報のインデックスをテレビ会議システム管理することによるコンテンツ発見手法に関する研有楽町 uPlata(慶応義塾大学)図 3-2-2: JGN II によるテストベッド環境の構築

究、P2P ネットワークに多数のセンサーが接続された環境において、ユーザの要求する詳細度でセンの検証のため、阪大、東大、慶応大の拠点を JGNII- 119 -

で結んだテストベッド構築もおこなっている(図を用いて近隣端末の通信状況を観察し、それに基づ3-2-2)。

いて送信制御を行う MAC プロトコルを開発した。

3.3. 無線ネットワーク制御・適応的経路制御

また、無線マルチホップ網で TCP を用いると大きな(4) 無線統合網において最適な無線インタフェー不公平性が発生することが知られているが、本研究プロジェクトにおいて、各端末の通信時間を短く分スと経路を選択する技術
無線統合網において、網の利用状況とユーザの品割することで公平性とスループットを向上させる方質要求とを考慮して最適な無線インターフェイスと式の検討も行っている。

経路を選択し、ネットワーク全体での負荷分散を図3.4. 実証実験

る技術について検討した。

UAA プロジェクトとして、2007 年 3 月 17 日～

無線統合網におけるネットワーク利用率を高める

25 日の期間、携帯端末を用いたユビキタス情報配信

最適インターフェイス選択手法として、無線 LANシステムの実証実験「マチコミサービスｉｎ弘前」の空き容量を規定する関数を導出し、通信の上下別（古都ナビ）を弘前市にて行った。3 月 17 日にはオーに最適なインターフェイスを選択することでネットプニングセレモニーが行われている。本システムでワーク全体での負荷分散を図る方式を提案した。まは、事前登録したユーザが所持する携帯端末においた、無線統合網における TCP ストリーミングサービて、好みに合った店舗や観光スポット情報 を屋外にスのためのハンドオフ性能向上手法として、無線統おいて自動的に受信できる(図 3-4-1)。また、ユーザ合網における垂直ハンドオフ時に発生するパケットは携帯端末やインターネット経由で情報を書き込むロスに伴うスループット減少からの回復速度を早め、こともできる。屋外の公共空間で行う実証実験は全ストリーミングサービスにおいても違和感のない通国でも初の試みであった。

信を提供し続ける手法を考案した。さらに、多対多リアルタイム通信に適した共有木型アプリケーションレベルマルチキャスト方式として、リンク性能が不均質な環境において、QoS を考慮したアプリケーションレベルマルチキャスト通信方式を検討した。
(5) 低機能端末網における機能的集合を考慮した適応的経路制御技術
標準プロトコルである AODV を拡張し、不要な制御メッセージの発生を抑制することで網全体のリソースを有効利用する手法を提案した。
低機能端末網における環境エネルギーを利用した

図 3-4-1: 左：実証実験の様子

右：実験で利用した携帯端末

4. おわりに

高効率経路制御技術として、低機能端末の欠点であ

本研究では、今後も特にエージェント技術を活用る電力を長時間維持するため、太陽光等の環境エネした効率的コンテンツ流通に焦点を当て、いつでもルギーを効率的に利用する枠組みとそれを生かしたどこでも状況に応じた情報処理が効率的に行える手クラスタリング技術について提案した。この時、機法について研究を推進していく予定である。本研究

能的集合を考慮してクラスタヘッドを選択することによって日本のユビキタスネットワーク技術の進歩で、より効率を高められる。に大きく寄与したいと考えている。

無線ネットワークにおける近隣局の通信状況を考慮したマルチチャネル MAC プロトコルとして、無線ネットワークにおける衝突による通信品質劣化と網利用の効率性低下を避けるため、複数のチャネル- 120 -