組込みシステムのモデリング／
シミュレーションをデスクトップにもたらす＜箱庭＞の新世界
株式会社 永和システムマネジメント 森 崇

株式会社 チェンジビジョン

2020/11/26© Copyright 2020, ESM, Inc.

久保秋 真

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Modeling Forum 2020

アジェンダ1. IoT/クラウド時代に求められる組込みシステムのモデリングとは

2. 誰もが手軽に利用できる要素技術を組み合わせる
3. 箱庭がもたらす新世界

4. まとめ2
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IoTシステム構築時の課題(自動運転システムの場合)
例えば自動運転システムでは,,,様々な分野の技術領域を横断 している！
センサ系

エレキ系

車載系
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Web系

自動運転制御系

クラウド系

ネットワーク系

ECU制御系

交通サービス系© Copyright 2020, ESM, Inc.

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IoTシステム構築時の課題(自動運転システムの場合)• 問題発生経路の複雑化• 全体結合しないと見えない問題が多数潜んでいる• 様々な機器間の整合性を取れない• 原因調査の複雑化• どこで何がおこっているのか調査困難• そもそもデバッグすること自体が難しい• 実証実験のコスト増• 実証実験は手軽に実施できない• 各分野のエンジニアの総動員• 手間，時間，費用がかかる

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IoTシステムの課題を３つの視点で分類[開発システムの視点]
・様々な機器が関係している・様々な分野の技術領域を横断
・開発後半まで全体結合できない[環境の視点]・天候要因は計画できない
・走行環境構築の手間・事故発生時のシナリオ

開発
システム
環境
[機器の視点]・機器準備の手間
・機器不足
・機器故障

機器

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IoTシステム構築時の課題を解決するにはシミュレーション環境
事前に問題を叩き出す！

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シミュレーションに必要な３つのモデル
開発対象システムの開発対象システムの開発対象システムのモデル
モデル

モデル

外部環境の外部環境のモデル
モデル
環境のモデル

機器のモデル
機器のモデル
機器のモデル7
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従来手法の場合(HILS)
開発対象システムのモデル

評価シナリオ

環境のモデル

シミュレーション環境(HILS)
機器のモデル2020/11/26

HILS写真提供元：
NCES(名古屋大学 大学院情報学研究科 附属組込みシステム研究センター)© Copyright 2020, ESM, Inc.

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従来手法の課題
何台も用意できない！

環境構築に時間がかかる！

高価：
数千万円
場所の問題：
広いスペースが必要

動かすだけでも一苦労！

配線多い

機器セットアップが大変技術者育成も困難！！

シミュレーション環境(HILS)
HILS写真提供元：
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これから求められるシミュレーション環境
従来のシミュレーション環境

沢山試せる

沢山用意できる色々試せる

誰でも手軽に使える

デスクトップ
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誰もが手軽に利用できる要素技術を組み合わせる

開発対象システムのモデル

機器/環境のモデル

モデルを動かす仕組み

デスクトップ11
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機器/環境のモデル• ゲームエンジン(Unity)を活用

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モデルを動かす仕組み
マイコン・シミュレータ

物理シミュレータ

RTOS

Athrill

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開発対象システムのモデル
モデリ
ング

コード
作成/生成

Embedded
Coder

C/C++

ビルド

0000010101
0011111010
10000014
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誰もが手軽に利用できる要素技術を組み合わせる

EmbeddedCoder

マイコン
シミュレータRTOS
Athrill

物理シミュレータ

デスクトップ15
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単体ロボット向けシミュレータの紹介■概要
デスクトップパソコン上で，Unity上のロボット(1個)と仮想マイコンを連携させたシミュレーションを実現■構成要素
ー ロボット本体
・モータ/センサ等
ー ロボットを制御するマイコン
・RTOSおよびロボット制御が動きますー 外部環境・走行コース/障害物等

マイコン・シミュレータ
制御処理(C/C++)
EV3RT

超音波センサASP3/ASP
athrillモーター■広報活動
ー ETロボコンユーザ層に箱庭を広める
ー ロボット教育演習での活用

カラーセンサ

センサ用ライト16
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単体ロボット向けシミュレータ・デモ■ロボット教育演習課題(例)• フロアの色，障害物までの距離を各種センサで検出して，ゴールまでたどり着こう• ロボットの内部状態でLEDカラーで変化させてみよう• 地面に落ちているボールを運んでみよう

障害物

走行ルート

ボール(運べるか？)ゴール

LEDカラー17
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単体ロボット向けシミュレータ・デモ■演習実施結果(例)
本演習用教材は順次箱
庭Webサイトで公開しています！

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まとめ
これまで敷居が高くて手が出せなかったシミュレーション環境がデスクトップ上で誰もが手軽に利用できるようになった

箱庭がもたらす新世界へ
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今後の展望組込みマイコン
シミュレータAthrill

リアルタイム3D開発
プラットフォーム

組込みマイコン向け
ROS 1ノード実行環境分散ロボット／IoT向け
ネットワークフレームワーク

IoT/クラウドロボティクス時代の次世代シミュレーション環境
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ビジネスエコシステム(構想)ユーザ

協力企業さま大学/企業さま向け
ロボット
教育コンテンツ

ロボット教育サービス提供企業

箱庭アセット提供企業

Athrill/mROS[学べる事]
・組込み開発におけるモデルの意義・価値・モデル(UML)を使ったソフトウェア開発・モデルとコード(プログラム)の対応づけ

カスタマイズ/サポート等

箱庭WG活動コア技術
開発

サービス/製品化

技術提供
箱庭資産(シーズ)※Athrill/mROS

提供
提供

箱庭WG活動教育機関(大学等)

ロボット教育機能拡張/品質改善

フィードバック

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おわりに
• でっかく語って，少しずつ育てております！
• https://toppers.github.io/hakoniwa/• 箱庭WGの狙い・趣旨にご賛同いただける方の参画をお待ちしております！！
• まずはSlackでの議論，活動内容へのご要望，コア技術や各アセットの開発，などに参加したい方• 箱庭WGの活動で期待される技術成果を活用したい方• 製品開発に展開してみたい方

よろしくお願いいたします！！
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