「マルチメディア，分散，協調とモバイル(DICOMO2018)シンポジウム」 平成30年7月

なめらかなシステムを目指して
栗林 健太郎1,a)

三宅 悠介1,b)

松本 亮介1,c)

概要：情報システムが人間に対して有用なものであるためには，工学的な効率性に依拠するのみならず，（1）利用者の主観的な判断基準や選好等の利用者それぞれに固有のコンテキストを，システムの作動に際して織り込む必要がある．また，（2）そのような利用者のコンテキストはシステム利用に先立って明確に定まっているとは限らず，むしろ利用者と情報システムとのコミュニケーションを通じて徐々に形成されていくという前提で，システムを構想する必要がある．ユビキタスコンピューティングを背景に登場したコンテキスト・アウェアネスは（1）を課題とする．基礎情報学は，（2）に対して，利用者と情報システムとが互いに影響を及ぼし合う総体として複合的にシステムを捉える視点を提供する．本論文では，生命体のしくみに倣いシステムを構想してきたこれまでの工学的伝統を引き継ぎつつ，先行研究の知見を踏まえることでこれら 2 つの課題を同時に解決することが可能なシステム観を，「なめらかなシステム」という新
たなシステム観として提案する．また，当該システム観に基づいて我々が取り組んでいる，実際の研究についても紹介する．

Toward The Coherently Fittable System
Kentaro Kuribayashi1,a)Yusuke Miyake1,b)

Ryosuke Matsumoto1,c)ら，工学においても生物学においても非常に興味

1. はじめに深い新しい態度が生じてくる．工学においては，

複雑で激しく変化する環境に対して自律的に適応する情

このようなくふうによって，ゲームを行ったり，報システムを構築することは，人類にとって積年の課題で特定の目的を追求して行動する装置がつくられある．また，そのようなシステムの構想に際しては，しばるばかりでなく，過去の経験によりその動作をた

しば生命体のしくみが参照されてきた．第二次世界大戦後，えず改善してゆくようにすることも考えられる．

数学者・工学者・神経生物学者らのネットワークから発し（中略）生物学的には，たぶん生命現象の中心でたサイバネティクスは，上述したような工学的伝統の典型あると見られるものと，少なくとも類似なものをである [1]．ギリシャ語で「船の舵を取る者」を意味する

見出すことができる．

サイバネティクスという言葉を，動物と機械とに共通する

また，画像からの教師なし学習による一般物体認識を実しくみを表す言葉として中興した [2] ノーバート・ウィー

現した Google の研究 [4] や，数々のコンペティションでナーは，サイバネティクスが工学的なシステムの構想に対圧倒的な成績をあげてきたチームの登場 [5] が話題となっしてもらたすであろう展望について，以下のように述べてた 2012 年以降，現在にいたるまで，脳のしくみに倣ったいる [3], p.15．

ニューラルネットを活用した深層学習による研究が盛ん

1

a)
b)
c)

ある装置が，過去の経験によって，特定の構造である．そこにもまた，視覚と脳のしくみをモデル化したなり機能をもつようにくふうできるということか

パーセプトロン [6] 以来の，生命体のしくみを参照しつつ

GMO ペパボ株式会社 ペパボ研究所
Pepabo Research and Development Institute, GMO Pepabo,Inc., Tenjin, Chuo ku, Fukuoka 810-0001 Japan
antipop@pepabo.com
miyakey@pepabo.com
matsumotory@pepabo.com

自律的に適応する情報システムを構想する歴史が息づいていると，我々は考える．
ところで，情報システムが，人間が介在することなく環
境に対して自律的に適応できたとしても，そのシステムか

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ら利便を得るべき人間にとって有用でなければ，そうしたこと．

システムは目的を果たすものであるとはいえまい．近年盛• 要求（2）：利用者*3 それぞれに固有のコンテキストはんに研究が行われている自動運転が実用化されれば，機械必ずしも事前に明確ではなく，情報システムとのコのみからなる情報システムによる究極の自動化が実現する

ミュニケーションを通じて事後的に形成されるというかに思える．すなわち，システム利用者の主観的な判断基前提を置くこと．

準など入りようのない，むしろ，だからこそ完全なシステ

そこで我々は，生命体のしくみに倣いシステムを構想しムが成立し得るのではないかという展望である．しかし，てきたこれまでの工学的伝統を引き継ぎつつ，上記の要求

完全な自動運転によっても人間の偶発的な行動による事故を満たすようなシステム観について探求していきたい．そは避けられない以上，左右どちらにハンドルを切っても加のことで，環境に対して自律的に適応できるシステムを実

害を避けられない場面において，どちらを選択することが現するに際して，システムの利用者それぞれに固有のコより少ない被害を結果するかという「究極の選択」 はなお

ンテキストに寄り添い，また，それらのコンテキストを都課題であり続ける [7], [8]．この課題については，2.1.1 項

度々々において形成していく，情報システムのみならずそ

において，コンテキスト・アウェアネスを検討する中で考の利用者も含んだ総体としてのシステムを構想することが察する．

できるようになるのである．

さらには，情報システムが有用性を提供するべき対象で本論文の構成を述べる．2 章では，これまでのシステム

ある利用者は，何が自分にとって有用であるかという選好観について例をあげて検討し，我々のシステム観へのヒンをシステムの利用に先立って自覚しているとは限らない．

トを抽出する．3 章では，提案するシステム観について，2

たとえば，一般消費者向けの EC サービスの場合，特定の章で検討したシステム観との比較の上で，概括する．4 章

商品を購買する目的達成に対して明確な行動を取る利用者

では，提案するシステム観に基づくシステム構築のために，もいるが，ザッピング的な閲覧行動の過程において偶発的

我々が実際に取り組んでいる研究について紹介する．最後に出会った商品の購入に至った結果，事後的に自らの選好に，5 章でまとめと今後の展望を述べて結びとする．

を自覚することもある．そのようなシステム利用者観は，典型的には，オンライン上で人々が商品の認知から購買に

2. 先行研究の検討いたる過程をモデル化した AISAS[9], [10] のような，オン

本章では，先行研究におけるシステム観を検討すること

ライン広告において探求が続けられている課題である．こで，生命体のしくみを参照して新たなシステムを構想するの課題については，2.2 項において，基礎情報学を検討す

工学的伝統に則りつつ，1 章で述べた 2 つの要求を満たする中で考察する．

システム観について考察するヒントとする．その際，本論そもそも情報システムとは，人間に対して何かしらの有文の論旨からして，検討する先行研究を網羅的に調査する用性を提供することを目的に構築されるものであることことが目的ではなく，要求（1）および（2）を満足する知は言を俟たない．とすれば，情報システムの構想に際して見を得られれば十分である．そのため本節では，これからは，その構成を生命体のしくみに倣う伝統からさらに踏み見ていく通り，その意味で必要十分な知見を提供するコン

込んで，システム利用者の主観的な判断基準や選好等の，テキスト・アウェアネスおよび基礎情報学についてのみ検利用者それぞれに固有のコンテキスト*1 を織り込む必要が討する．

ある．また，そのような利用者のコンテキストはシステムの利用に先立って明確になっているとは限らないという前

2.1 コンテキスト・アウェアネス

提に立ち，むしろ利用者とシステムとのコミュニケーショ

2.1.1 概要

ンの過程においてコンテキストが形成されていくものとしコンテキスト・アウェアネスは，ユビキタスコンピューて，利用者とシステムとの関係を把握する必要がある．以

ティング [11] やモバイルコンピューティングの登場を背景

上から，既存のシステム観を以下の 2 点の要求を満たすべに現れたコンセプトであり，1994 年に初めて提唱されたシステム観である [12]．現在のスマートフォンの普及は，単くアップデートする必要があると我々は考える．*2• 要求（1）：機械からなる情報システムのみではなく，にモバイルコンピューティング機器が広く行き渡ったとい

利用者の主観的な判断基準や選好等の利用者それぞれうことにとどまらず，ユビキタスコンピューティングの実に固有のコンテキストをも織り込んだ，利用者と情報システムとからなる総体としてのシステムを考える
*1
*2

*3

正確には，システム利用者の主観のみがコンテキストを構成するのではない．詳細な定義については 2.1.1 項で見る．
本要求を，以下では「1 章で述べた 2 つの要求」，あるいは端的に「要求（1）」「要求（2）」「要求（1）および（2）」と表記して参照する．

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利用者というと情報システムのいわゆる「ユーザー」が想定されるが，我々は開発運用者についてもまた，当該情報システムの利
用者の範疇にある存在とみなしている．なぜなら，情報システムを開発運用する当の本人たちにすら，自分たちがその情報システ
ムによっていかなる目的を達成したいかは必ずしも前もって自明ではないからであり，その意味では，開発運用者はユーザーに対して特権的な位置づけにあるわけではない．

現に近づいているように思われる．また，IoT の発展がそ

なわち，システムの利用者それぞれに固有のコンテキストの真の実現を担うと期待される [13]．

が存在するだけでなく，そもそもシステムへの利用者の要

コンテキストおよびコンテキスト・アウェアネスについて，広く採用されている定義は以下の通りである [14]．

求事項そのものが，利用者自らにとってすら不明確であるという状況もあり得るからである．そのため，コンテキス

コンテキストの定義：

トに沿った情報やサービスを提供するだけでは不十分であり，利用者の要求そのものの形成に影響を及ぼすシステム

Context is any information that can be used toを構想する必要がある．

characterize the situation of an entity. An entity
is a person, place, or object that is considered
relevant to the interaction between a user and an

2.2 基礎情報学

application, including the user and applications

2.2.1 概要
基礎情報学 [15], [16] は，西垣通を中心に構築されてきた

themselves.
コンテキスト・アウェアネスの定義：

新たな学問領域である．情報工学，応用情報科学，社会情A system is context-aware if it uses context to

報学をまたぎ，学際的な情報学の基礎づけを目的とするそprovide relevant information and/or services toの議論の射程は，非常に広範にわたる [17]．そのため本項

the user, where relevancy depends on the user s

では，基礎情報学を情報システムの構想に応用することを

task.

試みるドミニク・チェンの論考 [18] を導きに，我々のシス

たとえば，利用者の位置情報というコンテキストに基づテムの構想に即して基礎情報学について検討する．

いてモバイルアプリ内に表示する広告の内容を変更すると基礎情報学は，ウンベルト・マトゥラーナとフランシ

いったことは，いまでは当たり前に行われている．また，

スコ・ヴァレラとによって提唱されたオートポイエーシ

行動ログからのプロファイリングに基づき，より複雑なコス理論を批判的に継承し，「階層的自律コミュニケーショ

ンテキストを抽出し，特定のユーザ向けに特化したサービ

ン・システム」（以下，HACS：Hierarchical Autonomous

スを提供するパーソナライゼーションもまた，コンテキスCommunication System）と呼ばれるシステム観を提唱す

ト・アウェアネスの一例と考えることができる．

る．それは，オートポイエーシスと比較して，以下の特徴

また，コンテキスト・アウェアなアプリケーションが持を持っているとされる [16], [18]．

• 特徴（1）：単独のシステムではなく，システムの観察つ特徴として，[13] は以下の 3 つを挙げる*4 ．

と既述を行う人間と構造的カップリング*5 した複合シ( 1 ) 利用者に対する適切な情報やサービス提供のため，コンテキストを用いること．

ステムであること．

• 特徴（2）：階層性をもつこと．そのため，あるシステ( 2 ) その際，自動的にサービス提供が行われること．
( 3 ) センサーデータがいかなるコンテキストに属するかを

ムは同階層から見れば自律的にふるまうように見える決定するために，コンテキストに対してタグ付け・注が，上位の階層から見れば他律的であるように見える．

• 特徴（3）：構造的カップリングされたシステム同士の釈が行われること．

2.1.2 評価

コミュニケーションの継続発生によって，システムの1 章で述べた 2 つの要求を満たすシステム観を構想する

安定的な維持が示されること．逆に見れば，コミュニ上で，コンテキスト・アウェアネスは大いに参考になる考

ケーションが途絶えた時，そのシステムが維持されてえ方である．そのシステム観の構想において必ずしも明示いるとはみなされない．

的に生命体のしくみを参照しているわけではないにせよ，

図 1 は，特徴（1）を図示したものである．人間とシスすべての生命体が何らかの外的コンテキストに適応しながテムとが構造的カップリングした総体としての複合システ

ら生きていることは明らかであり，その意味において，コムを示している．この図を発展させて，情報システムをそンテキスト・アウェアネスもまた，本論文の述べる工学的の利用者からなるコミュニティと開発プロセスとを含む総な伝統を共有すると見てよい．

体としての複合システムとして図示したのが図 2 である．

前述の「コンテキスト・アウェアなアプリケーションが特徴（2）の階層性を織り込み，特徴（3）におけるコミュ持つ特徴」に見た通り，コンテキスト・アウェアネスにおニケーションの継続発生によるシステムの維持が行われて

いては，まさに要求（1）の述べる事態を想定することで，いる状態を示している*6 ．

システムがその利用者にとって適切な有用性を提供するこ*5とが特徴づけられている．一方で，要求（2）を満たすにはもう一歩踏み込んでシステムを構想する必要がある．す*4

翻訳文による引用ではなく，文意を損ねない程度に表現を変更し
ている．

*6

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「2 つの APS（HACS）同士がその作動において強く結びつき，相互作用することである」[16]，「異なるシステム同士が構造のレベルで接続し，互いの構造の算出を助け合う関係を結ぶ」こと [18] などと定義されるが，ここではさしあたり「情報システムとその利用者が，互いに影響を及ぼし合う継続的な関係にあること」と理解しておく．
このような図表による説明は，フォーマルな定式化とは異なり，きわめて困難であることは，よく知られている．
（中略）概念とは生命活動と関わっており，外部から与えられるのではなく，むしろ内発的な存在であるということを，ここで銘記しなくてはならない．
ここで「困難」とされる概念の獲得は，深層学習により情報システムにおいても既に達成されている [4]．そのことは，情報システムは単に他律的な存在であるにとどまらず，新たな概念を認識可能な存在として見るべきものとし
図 1 自律システムの基本構造（出所：[18], p.15）て考える必要をもたらす．すなわち人間と情報システムとFig. 1 A basic structure of autonomous systems.

のコミュニケーションの過程において，前節でみた「コンテキスト」を創出し得るということではないか．そのため
我々の「なめらかなシステム」は，ICT があくまでも媒介に過ぎない位置づけにある図 2 を改訂し，人間と情報シス
テムとが互いに継続的な影響を及ぼし合う複合システムとして，システムを捉える．

3. なめらかなシステム
2 章ではコンテキスト・アウェアネスおよび基礎情報学について検討し，1 章で述べた 2 つの要求を満たすシステ
ム観を見出すという観点から，それぞれについて評価を行った．生命体のしくみに倣いシステムを構想してきた工学的伝統に則りつつ，要求（1）および（2）をともに満たす我々のシステム観を「なめらかなシステム」*7 と名付け，
図 2 情報システムの概要（出所：[18], p.32）

前章における検討・評価をまとめ，以下のように定義する．

Fig. 2 An illustration of information system.

なめらかなシステムとは，情報システムのことをいうのみならず，互いに影響を及ぼし合う継続

2.2.2 評価
1 で述べた 2 つの要求を満たすシステム観を構想する上的な関係にある利用者（ユーザーおよび開発運用

で，基礎情報学は大きな進展をもたらしてくれるものであ者）と情報システムとからなる総体としてのシスると考える．一方で，図 2 において ICT（ここでは，情テムであり，以下の要件を満たす．

報通信技術のみからなる狭義の情報システムを指す）があ• 要件（1）：利用者と情報システムとが継続的な

くまでも利用者のコミュニケーションを媒介するものに留関係を取り持つ過程において，利用者それぞれまっていることに限界を見ざるを得ない．

に固有のコンテキストを見出したり，新たなコンテキストを創出したりできること．

西垣は，情報システムは，自律的な生命システムに反し• 要件（2）：要件（1）を，利用者による明示的なて，あらかじめプログラムされた予測可能な，他律的なも操作を課すことなく実現できること．

のに過ぎないと繰り返す [16], [17], [19]．しかし，本当にそうだろうか？西垣は，鳩が「人物」という概念を学習する• 要件（3）：要件（1）および（2）によって得られことができることを示したリチャード・ヘルンスタインのたコンテキストに基づき，情報システムが利用

研究 [20] を引きつつ，こう述べる [16]．

者に対して最適なサービスを自動的に提供できること．

ハトは「人物とは何か」を学んだのだ．これは

図 3 は，2.2 節で参照したドミニク・チェンによる情報概念学習であるとヘルンスタインは述べている．
ここには，HACS である生物の特徴があらわれ*7ている．コンピュータに代表される他律システム（機械）にこの種のパターン認識をさせることが概念を一意に表現することには不向きではあるものの，本論文が取り扱う「システム観」のように，ある程度は解釈の幅を残しておく必要のある議論を行うに際しては，発散させつつも一定の枠を設けるという観点で，適切な方法であると考える．

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「なめらかなシステム」というフレーズは，鈴木健氏による著書のタイトル『なめらかな社会とその敵』[22] に由来する．この「なめらかな」という形容詞は，インターネットサービス業界関係者によって，[23] や [24] に見られる通り，情報システムによって障壁が取り払われた世界を示す語として用いられている．「この説明にメタファー以上のものを求めてはならない」[22], p.41 という警告を受け止めた上で，インターネットサービス業界において「なめらか」というアジェンダを設定したことの功績に鑑み，我々もまた「メタファー」としての「なめらか」を採用する．

図 3

なめらかなシステムの概要（[21] を改変して作成）

Fig. 3 An illustration of coherently fittable system.

システムの図表を改変して，なめらかなシステムを図表ともある．すなわち，既製品の EC サイトと比較して，利用して示したものである．図 2 とは異なり，情報システムが者と情報システムとで商品についての概念を共有するのが単なる媒介であるにとどまらず，ユーザーと開発運用者の難しいということである．そのため，EC サイトにおいて双方と，互いに影響を及ぼし合う継続的な関係にある独立

通常提供されているキーワード検索だけでは，利用者のコしたシステムであることを示しており，それらの総体からンテキストを見極めることが難しい．
そこで筆者らは，類似画像による関連商品検索システム

なる複合システムが「なめらかなシステム」であることをを研究している [26]．情報システムの利用者に対して情報示している．
なめらかなシステムにおいては，利用者と情報システム

推薦を行うにはなんらかのコンテキストを見出す必要があとが継続的な関係を取り持つ過程で，必ずしも利用者にる．たとえば，ユーザーベースの協調フィルタリングは，

とって事前に明確であるとは限らない選好が，徐々に明らあるユーザの行動に基づき，別のユーザと類似したコンテ

かになっていく（要件（1））．その際，コンテキスト・ア

キストを持つと仮定する方式である．それに対して我々のウェアネスや深層学習等の本論文で参照している先行研究

方式は，作品画像という，よりユーザの抱く概念に近いとの手法を取り入れ，利用者による明示的な操作を課すこと想定されるデータソースを用いて，ユーザの持つコンテキ

なく新たなコンテキストを創出することで，利用者は労苦ストを深めることを目的としている．

なく情報システムとの関係を継続できる（要件（2））．そさらには，ユーザーが単に商品を閲覧しているだけなの

して，固有のコンテキストに即して情報システムが最適なか，あるいは，何か目的を持って商品を探しているのか等

サービスを自動的に提供することで，結果として利用者にの，要求段階を精緻に見極めることで，より購買つながり

とって高い有用性を得られることを期待できる．

得るコンテキストの創出を行えるシステムを作り出すことが今後の課題である．

4. 研究の具体例
本章では，本論文で提案する「なめらかなシステム」と4.2 Web ホスティング

いうシステム観に基づいて筆者らが実際に行っている研究

筆者らの勤務する GMO ペパボ株式会社では，ロリポッ

を紹介することで，読者がなめらかなシステムについてよプ！ [27] という，高集積マルチテナントアーキテクチャ [28]

り具体的なイメージを描けるよう便宜を図る．

を採用した Web ホスティングサービスを提供している．
コストダウンのため数万にもおよぶ数の仮想ホストによっ

4.1 なめらかなマッチングて物理サーバーを共用しつつ，ユーザーが独自アプリケー

筆者らの勤務する GMO ペパボ株式会社では，minne[25]

ションを設置できる等の高い自由度を提供しているため，という，ハンドメイド・手作り・クラフト作品のマーケッ

いつ，いかなる原因でサーバーの負荷が増大するかを予測

トを提供する C2C プラットフォームを運営している．必することは困難である．一方で，ユーザーのリソース利用

ずしもプロの手になるものではないとはいえ，高いクオリに対して大幅な制限を行うとサーバーの負荷は収まるが，ティの一点ものを購入できる場所として評価を得ている．

サービス品質を低下させてしまう．

一方で，一点ものの商品が多いということにはデメリット

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そこで我々は，リクエスト単位で仮想的にハードウェアリソースを分離する Web サーバのリソース制御アーキテ
クチャを研究している [29]．これまでの仮想ホスト単位でのリソース利用の制御を行っていた方式ではなく，リクエ
スト単位でリソース制御を行える方式を導入したことは，本論文の文脈においては，情報システムとしての Web サー
バとそれに対するリクエストを行う利用者としてのユー
ザーのコンテキストを精緻に捉えることで，より高い利便性をもたらすということであるといえる．

5. おわりに
本論文では，生命体のしくみに倣いシステムを構想してきたこれまでの工学的伝統を引き継ぎつつ，1 章で述べた

2 つの要求を満たすシステム観を，コンテキスト・アウェ
アネスおよび基礎情報学の知見を検討しつつ，模索してきた．その結果として，「なめらかなシステム」というシステ
ム観に行き着いた．また，当該システム観に基づく，実際の具体的な研究についても，簡単に紹介した． 我々は，引き続きなめらかなシステムの実現を目指して，研究開発を続けていくつもりである．
ところで，今後，AI や IoT がさらに飛躍的に発展し，情報システムが新たな概念を膨大に学習していくことが見込まれる．それらの多くは，人間にとってただちに理解可能なものではないだろう．なぜなら，そこにはシンボル・グ
ラウンディング問題 [30] が存在するからである．しかし，1 章で述べた通り，自動運転のようなシステムであっても，人間の主観的な判断基準を織り込むことなしに工学的効率化のみを追求することは，社会的に許されない．すなわ
ち，人間には意味不明に聞こえる機械たちのざわめきを，
我々は了解可能な言葉として聞き取らなければならないのである．
そうであれば，機械からなる諸システムを開発運用していく我々は，それらとの間に継続的な関係を取り持ち続け，根気強くコミュニケーションを交わし，シンボル・グ
ラウンディング問題を解決していかなければならないだろう．そのためにも，本論文の「なめらかなシステム」というシステム観は必須のものとなるだろうと，我々は考えている．すなわち，我々自身がシステムの内部観測者となる
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