デジタル空間社会連携研究機構
デジタルで異分野をつなぎ新しい社会を創造する
キックオフシンポジウム

デジタル空間のためのアーキテクチャとプラットフォーム
越塚登東京大学 情報学環長・教授

デジタル空間社会連携研究機構
キックオフおめでとうございます。

情報学環は連携研究機構に参加させて頂いております2⾃⼰紹介
n 越塚登（越塚登）

n 学位► 博士（理学）u 東京大学大学院理学系研究科情報科学専攻（1994）

n 役職► 東京大学大学院情報学環・学際情報学府
u 学環長・学府長・教授
u ユビキタス情報社会基盤研究センター長
u 東京大学オープンデータセンター（UTODC）センター長► 東京大学教養学部 学際科学科（兼務）► YRPユビキタス・ネットワーキング研究所・副所長

n 研究分野► Computer Science、特に、Embedded Computing、Operating Systems、Network Systems、IoT (Internet ofThings)、Smart Environments (House/Building/City)

n 連絡先► E-mail: noboru@koshizuka-lab.org► Web: http://www.koshizuka-lab.org/
32021/1/16

東京⼤学 ⼤学院 情報学環・学際情報学府

2021/1/16

IoT研究の開始︓TRON Project （⽇本、1984）
n TRON Project （1984年発足）► The Realtime Operating system
Nucleusn 最終目標は、IoT・ユビキタス・コン
ピューティング環境の実現► 高機能分散システム“Highly Functionally DistributedSystem”

7
8
91► “MTRON” (Macro TRON)► “Computer Everywhere
Environment”

Dr. Ken Sakamura: “TRON Project 1987”

TRON Smart House (1989)n More than 1,000 computers, sensors, and actuators are embedded in ahouse of width of 333m2

6

ダイワユビキタス学術研究館

72021/1/16

IoT Devices

2021/1/16

Every Facility is controlled by RESTful API

千葉トロン電脳都市

23年前

h"p://umdb.um.u-tokyo.ac.jp/DKankoub/Publish_db/
1997DM/DM_CD/DM_TECH/BTRON/PROJ/CITY.HTM
10

11

CPaaS.io データ駆動型スマートシティ︓⽇欧共同プロジェクト

12情報学環と⾃治体の情報通信技術に関する包括連携⾼知県, 2018

宇部市, 2020

広島県, 2018

市原市, 2020

13

テーマ

デジタル空間のためのアーキテクチャとプラットフォーム

14デジタル空間における論点

何を作るかではく、どう作るか“What” à “How”

15

どう作るかができていないと実験でおわってしまう
提供サービスの品質が上がらず構築コストが下がらない

16

ICT分野は常にPlatform First
Service Firstの例はない

17

IT

プラットフォーム
インフラサービス
アプリ

Linux, Windows, MacOS

PCアプリ

携帯電話網
iOS, Android
iTune Store,
Android Market

スマホアプリオンラインコンテンツ

AIライブラリ︓TensorFlow, scikit-learn,
Chainer, ...
Digital Map, GIS

Location-aware Services

都市

道路、橋、発電所、ガス、⽔道

住宅、商店、⼯場...

SmartCity

Smart City Architecture
都市OS
データ基盤

都市サービス
データ利活⽤Digital Transformation
(DX)

18

空間情報プラットフォームの例

都市OS
共有、再利用性を高めてエコシステムを強化するために不可欠な概念
OS = Operating System
ITの世界では「基本ソフトウェア」と訳される
19

コンピュータでは︓OSがない時代︓アプリケーションの互換性がなかった

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コンピュータハードウェアY

20

OSの導⼊によりハードウェアの違いを吸収

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OS

コンピュータハードウェアX21ハードウェア毎にOSさえ移植すれば︓膨⼤なアプリケーションは再利⽤可能

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22

Smart Cityでも同様

23

【現状】都市A⽤サービス・システムを、そのまま都市Bに適⽤できない

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都市B

24

都市OSを導⼊し、Smart Cityのサービス・システムの再利⽤を可能に

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共通API

共通API

都市OS

都市OS

共通API

共通API

都市A

都市B

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25

アーキテクチャ（定義）

基本設計図
全体を俯瞰したBig Picture26アーキテクチャ（定義）システムの構成要素やその相互関係、環境との関係、その設計と進化をもたらす原則により具現化されたシステムの基本的な構造 [IEEE 1471: 2000]
The fundamental organization of a system embodied in its components,
their relationships to each other, and to the environment, and the principles
guiding its design and evolution. [IEEE 1471:2000]

27

デジタル空間のプラットフォームとアーキテクチャは激しい国際競争の最中

28

世界はアーキテクチャや都市OSの国際競争︓Smart Cityの国際規格⼀覧29

バルセロナ市のCity OS Architecture

30

OASC SynchroniCity Architecture31

国際動向︓Industrial Data Space/International Data Spaceｍ（ドイツ）n ドイツの分野間データ連携基盤► Industrial Data Space/International Data Space32

CITY HUB（韓国）33国際動向︓ AWS Smart City Reference Architecture34

国際動向︓ Microsoft Azure Digital Twins35

国際動向︓ ET City Brain（Alibaba, China）
n ET City Brain:► AlibabaのSmart City Data Architecture36

(C) 2020 Noboru Koshizuka, All Rights Reserved.

国際動向︓ FIWARE Architecture 201537

Smart City High Level Structure38

UK Smart City Framework

39

Smart CityのPDCAサイクル

40

(C) 2020 Noboru Koshizuka, All Rights Reserved.

Smart City Delivery Principle

41

Smart City Operating Model

42

CPaaS.io

City Platform as a Services
Integrated and OpenEU-Japan Collaboration

43

CPaaS.io Project Partners

44

CPaaS.io Project: Smart City Platform Project between EU and Japan

45

TRON and FIWARE連携アーキテクチャ

46

N. Koshizuka, S. Haller, and K. Sakamura: “CPaaS.io: An EU-Japan Collaboration on
Open Smart City Platforms,” IEEE Computer, December, 2019.
GOVERNMENTS IN THE AGE OF BIG DATA AND SMART CITIES

Smart City Service

CPaaS.io: An EU–Japan
Collaboration on Open
Smart City Platforms

Smart City Service

Smart City Service

Smart City Service

Open APISPARQL

Open API
Federation Using
Linked Data andOpen API

Information Service Layer
u2 Open Data Catalog

IoT Translation EngineKokosilSemantic Integration Layerucode Manager

ucR Manager

ucode RP
– ID Resolution– IoT Service FindingucR Query Protocol– SPARQL-Based– REST-Based

Open Data
Distribution
Platform

Smart City Service

Smart City Service

FIWARE-Based Instanceu2-Based InstanceIoT Aggregator– Tunneling– Access Control

CPaaS.io– Personal DataStoreeTRON Security Architecture

COVER FEATURE GOVERNMENTS IN THE AGE OF BIG DATA AND SMART CITIESSPARQL

Security Layer
KeyRockXACML

CAPManager

PEP ProxyContext
Management
IoT
Knowledge
ServerCP ABE
ProcessManagement

IoT
Discovery

IoTBroker

DataContext
BrokerFogFlowServiceOrchestration

IoT Devices
SPARQL Agent
ProtocolAdapterIoT Agent
ProtocolAdapter

DataHandling

Noboru Koshizuka, The University of Tokyo
Stephan Haller, Bern University of Applied Sciences

IoT Engine(uT-Kernel 2.0)

Data-driven cities and governments rely significantly on
data collection, management, and distribution platforms.

T

Digital Object Identifier 10.1109/MC.2018.2880019
Date of publication: 5 February 201950

COM PUTE R PUBLISHED BY THE IEEE COMPUTER SOCIET Y

ucode BLE

ucode NFC

ucode QRDevice

DeviceNGSI Device

NGSI Device

FIGURE 1. The CPaaS.io platform architecture showing the components and the federation between a u2-based instance and aFIWARE-based instance. CAP: capability; PEP: policy enforcement point; CP ABE: ciphertext-policy attribute-based encryption; NFC: nearfield communication.

In this article, we introduce CPaaS.io, a collaborative
project between Japan and the European Union withthe goal of establishing common smart city platforms
for deployment in real smart city use cases.
oday, data are crucial to the functioning ofsociety. In fact, it is sometimes said that themost competitive area in information andcommunications technology (ICT) is not algorithms but data. The ICT National Strategy of Japan
known as Society 5.0 proposes a data-driven society inwhich data help solve problems in the fields of mobility, supply chains, healthcare, and lifestyle to name afew. This will generate further economic growth andDevices

DevicesKen Sakamura, Toyo University

increase quality of life. Consequently, both in Japanand the European Union (EU), data have been termed
the oil of the 21st century. These data come from a variety of sources: the Internet of Things (IoT) and sensors,open government resources, social media, and industry
and business repositories, not to mention the wealthof personal information from individual users. Thesecan be obtained, linked, and analyzed to extract valuable intelligence and transform our society for a better
future. In the deployment of smart city services, providing a platform for data collection, management, anddistribution is crucial.
0018-9162/18©2018IEEE

currently making efforts to build
a Public Transportation Open Data
Center offering information on railways, buses, airlines, and all othermeans of transportation in Tokyo(Figure 2). The demand for open dataof public transportation has become
very high, and the number of association members has increased to 56
corporations (as of 23 April 2018) andnine observers.
From the standpoint of technology,
ODPT uses IoT and open data for thisactivity. Static data, such as timetable and station map data, can easily bedistributed using only open data technologies, but dynamic, real-time data,such as train/bus location and theirreal-time operation status data, must
be dealt with using IoT technology
52

COMPUTER

such as sensor networks and geolocation systems.

Location-aware city guide services
based on open data, Sapporo

International tourism is a big industry both in Japan and Europe. For
example, in 2016, the number of international tourists arriving in Japan
increased to over 24 million; in theEU, close to 500 million arrivals werecounted. Clearly, tourism support is arelevant application for the smart city.
Sapporo is one of Japan’s most popular tourist cities, offering nearby ski
resorts, hot springs, and many otherattractions. Promoting tourism using
digital technologies and a smart city
platform is very much in the interestof Sapporo.

In a joint project with the city, we
first established the Sapporo Open
Data Association in 2016 with 22organizations (sapporo.odcity.org).
This association conducts research,such as studying open data provisioning and its uses for Sapporo tourism and public transportation, andholds events like application contests,
hackathons, and ideathons; promotes
op en d at a u s a ge; a nd encou r a ges
application usage on smart phones
during feasibility study experiments.
We have collected, integrated, andpublished many data sets related
to tourism, e.g., sightseeing, hotel,restaurant, and public transportation
information. For the latter, we use thePublic Transportation Open Data Center, as mentioned previously.
W W W.CO M P U T E R .O R G /CO M P U T E R

47他にも、、、

48

SIP事業によるスマートシティアーキテクチャ

49

各施策が連携して同じ⽅向に進むことが⼤切︓共通アーキテクチャ

内閣府SIP Smart City
Architecture, 2020 [1]

内閣府Super City
Architecture, 2020 [2][1] https://www8.cao.go.jp/cstp/stmain/20200318siparchitecture.html[2] https://www.kantei.go.jp/jp/singi/tiiki/kokusentoc/supercity/pdf/sogowgchukantorimatome.pdf[3] http://www.mlit.go.jp/report/press/sogo12_hh_000181.html

国交省 MaaS
Architecture, 2020 [3]50内閣府スーパーシティ事業（相互運⽤性確保に関する検討, 2019〜）51

国⼟交通省 MaaS関連データ連携（2019）

国交省 MaaS アーキテクチャ, 2020 [3]52データ社会のアーキテクチャ

53デジタル・ガバメント・アーキテクチャ（私案）
基本法

A European strategy for data

高度情報通信ネットワーク社会形成基本法（IT基本法）

UK "National Data Strategy
サイバーセキュリティー基本法

デジタル手続き法

官民データ活用推進基本法

US Federal data Strategy

行政手続におけるオンラインによる本人確認の手法に関するGL（内閣官房）

個人情報関連法制（2,000個問題）

AI・データの利用に関する契約GL（経産省）

行政手続における特定の個人を識別するための番号の利用等に関する法律（マイナンバー法）

産業保安版のデータ契約GL（経産省）

情報信託機能に認定に係る指針（総務省・経産省）

農業分野におけるAI・データに関する契約GL（農水省）

デジタルトレランスフォーメーションを推進するためのGL（経産省）

デジタル・ガバメント推進標準GL（内閣官房）

GDPR
eIDAS規制

国
際
動向......

GAIA-X

分野間データ連携基盤
・データカタログ

・ID体系整備・トラスト

・データ取引市場

x-RoadFIWARE
ベースレジストリ整備（欧州）ベースレジストリ
IMI共通語彙基盤
文字情報基盤

Maa
S
デ!
タ
基
盤

公共交
通デ!
タ
基
盤

農業
デー
タ
基
盤

製造業
デ!
タ
基
盤

学術
デ!
タ
基
盤

宇
宙／
衛星
デー
タ
基
盤

医療
デー
タ
基
盤

G
空
間デ!
タ
基
盤

気象
デ!
タ
基
盤

パー
ソ
ナル
デー
タ
基
盤

例
情報
銀行

自東治
京体
都デデー
!タ
タ基
P 盤F)

公共オープンデータ

国土交
通データPFス
マートシテディー／
タスーパーシティ(データ流通プ
ラットフォーム

・分野間オントロジー整備......

......

......

各種法
制度・基準

個人情報保護法OAuth 2.0法
人デ!
タ基盤

Open ID Connect......

NIEM（米国）
SEMIC（EU）
W3C DCAT v2GTFS
HL7 FHIR54

データ駆動形社会のアーキテクチャとプラットフォーム

DATA-EX55

DATA-EX
データ・イーエックス

分野間データ連携基盤

56

一般社団法人

データ社会推進協議会
Data Society Alliance: DSA
データ利活用によりイノベーションが持続的に起こるデータ社会の実現を目指す団体
DATA-EXの推進を担う
57

dataex.推進協議会(2020年7⽉〜)

データ流通推進協議会（DTA）
官民データ活用共通プラットフォーム協議会（DPC）
オープン＆ビッグデータ
活用・地方創生推進機構（VLED）
日本IT団体連盟

国立情報学研究所
サイバーフィジカル情報学
国際研究センター

連携
58

dataex.推進協議会

⼀般社団法⼈
データ社会推進協議会(2020年7⽉〜2021年3⽉)

Data Society Alliance: DSA（2020年〜）

データ流通推進協議会（DTA）
官民データ活用共通プラットフォーム協議会（DPC）
オープン＆ビッグデータ
活用・地方創生推進機構（VLED）
日本IT団体連盟

法⼈
合併

参画・協⼒

研究成果
（JADDI, 等）

国立情報学研究所
サイバーフィジカル情報学
国際研究センター
59

データ戦略タスクフォース第⼀次とりまとめ（2020年12⽉21⽇デジタル・ガバメント閣僚会議より）60

分野間データ連携基盤

DATA-EX

61

ビジョン／Vision“

データ利活用によりイノベーションが持続的に起こる世界“

World of Data-Driven Innovation

”

”
62

ミッション／Mission1

データ駆動型社会を構築し、イノベーションの民主化を実現する
Establish Data Driven Society with democracy of innovation

2世界規模で活用可能なデータ流通基盤を整備する
Develop data-distribution infrastructure for the world

3

技術、サービス開発により社会実装を推進する
Accelerate social implementation with Technology and Service development4

世界と連携し、世界に貢献する
Collaboration and Contribution to the World63

⽬指すデータ社会64

データを利活⽤してイノベーションの⺠主化
誰もがデータに基づいた科学的手法によってイノベーションを起こすチャンスがある社会

65

データの利活⽤による持続的社会66

信頼性のある⾃由なデータ流通
DFFT: Data Free Flow with Trust67データビジネスの確⽴
データ取引市場68

オープンデータの更なる促進69

安⼼・安全なパーソナルデータ管理

パーソナルデータストア・情報銀行

70

⽬指す技術基盤71

API連携による連邦型データPFアーキテクチャ
データをどこかに収集めるのではなく各自が出したデータをゆるやかにつなげていく技術構造72

利活⽤指向型
データPFプラットフォーム
データ利用者の視点にたったデータプラットフォーム

73

（例）
すべてのデータが発⾒できるワンストップ型のデータカタログ

74

(C) 2020 Noboru Koshizuka, All Rights Reserved.

分散連邦型データカタログ（１）「新型コロナ」を含むデータセットを検索

日本国内の各自治体のオープンデータを横断的に検索しデータ取得

神戸市

山口県

東京都

75

(C) 2020 Noboru Koshizuka, All Rights Reserved.

分散連邦型データカタログ（２）︓横断検索デモ76

ガバナンス・ニュートラルな汎⽤的データPFアーキテクチャ
今後整備が進む多様なデータガバナンスの要求を実現できる柔軟かつ汎用的な技術アーキテクチャ

77

SIP 分野間データ連携基盤（CADDE）アーキテクチャ全体像

データ利⽤者
アプリケーション層
サービス
アプリ

データ連携基盤

サービス
アプリ

アプリ
アプリ

コネクタ

データ交換層
コネクタ

データ管理層
(前処理)

コネクタ

契約
Agent
データ検索

契約管理
分野横断検索

来歴
確認

データ流通履歴層
(後処理)
来歴
確認

データ提供者

データ履歴

データストア

コネクタ
コネクタ

データ作成
契約
Agent
データカタログ(メタデータ)

カタログ
作成

データ監査

78

グローバルな国際連携

79

データ社会推進協議会（DSA）が解決する課題

80

各分野内におけるデータ流通連携基盤（例）︓機は熟している

政府オープンデータ

自治体オープンデータ

おもてなしクラウド

公共交通

AI

官民連携データ

データ取引市場

情報銀行

製造業

気象

宇宙学術

農業

地理空間

81

既存の取り組みを⽣かして分散連邦型で基盤とすること重要なことは、Distributed and Federated

82

DATA-EXが⽬指すデータ連携の姿

83

DATA-EXが⽬指す姿

84

本⽇、設⽴記念シンポジウムでした。

85

86