MRI三菱総合研究所
2023/10/17
三菱総合研究所先端技術・セキュリティ事業本部
●米国・欧州を中心に多種多様な目的のテストベッドについて概要・特徴・利活用状況を調査する。 ●本調査では、NICTと同様に不特定多数のユーザが利用できるテストベッドを対象とする。 ●利活用状況に関しては、一部のテストベッドは公開情報を基にテストベッドの代表事例として整理する。
●各種研究を国際的なネットワーク環境や広域のエッジコンピューティング環境で実証することを目的に構築された、米国の広域ネットワークテストベッドである。 ●大きく5つの分野の研究が促進できるように広域ネットワークテストベッドは構築され、米国の各テストベッド間の接続にも利用されている。
FABRICの広域ネットワークの概要図
出所)https://fabric-testbed.net/
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●クラウドエッジコンピューティングをターゲットとした広帯域・低遅延な通信と関連するアプリケーションの実証を目的に構築された、実環境のテストベッドである。 ●実環境のテストベッドとして、既にカメラなどのセンサも街中・建物に設置されている。大きく4つの軸で実証研究が進められ、通信技術・アプリケーション共に研究されている。
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● COSMOSにおける代表的な事例として、実環境における物体検知が挙げられる。 ●街中のカメラ画像を利用して、リアルタイムで物体検知の性能を評価することが可能である。また、プライバシを考慮した物体検知などの実験も行われている。 ●通信機器・半導体の開発を行う米国企業のクアルコムやラトガース大学を含めた様々な大学が本環境を利用して実証している。出所)https://cosmos-lab.org/experimentation/smart-city-intersections/
● ５G通信における無線の無人航空機(ドローン)に関する実証を行うことを目的に構築された、無線通信に焦点を当てたテストベッドである。 ●無人航空機における無線通信の様々なシナリオを実証することが可能である。また、無人航空機だけでなく、無人地上機の実証も行うことが可能である。

出所)https://aerpaw.org/aerpaw-equipment/

●地方における5G利用の実証研究を行うことを目的に構築された、農場地を含めて提供している実環境のテストベッドである。 ●地域における農業、学業、コミュニティ形成における実証研究が進められ、アプリケーション構築にを前提として、通信技術やアーキテクチャの研究が進めらえている。

出所)https://arawireless.org/about-ara/
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● NSFが補助している研究事業の1つとして、イリノイ州立大学が実施している農作物の育成状況のリアルタイム監視が挙げられる。 ●本研究は、農場に設置されたカメラロボットのコストを下げ、導入しやすいアプリケーションを構築することを目的としている。 ●テストベッドが持つ実地にカメラロボットを設置し、テストベッドが持つ高速の無線通信を利用し、高精細な画像をリアルタイムで分析し、農作物の育成状況をリアルタイム監視の実証を行っている。研究の概要図
●ソフトウェア化された無線アクセスネットワークを実証することを目的に構築された、5G・ORAN等の無線通信を取り扱うテストベッドである。 ●通信の要素技術研究向けに計測機器含めた様々な機器が設置されている。簡便に５G通信を構築実証できる環境であり、ウタ大学で実環境での実証が可能である。
出所)https://powderwireless.net/5g POWDERにおける5G通信システムの全体像
●情報工学システムのインフラ～アプリケーションまで全ての研究を支援することを目的に構築された、多種多様なハードウェアを利用できるテストベッドである。 ●巨大なストレージに加え、各種計算資源が用意されていることから、IoTとエッジ・クラウド連携を中心に約６００のChameleonを利用した論文が公表されている。
出所)https://www.chameleoncloud.org/ Chameleonの構成概要
CHAMELEON HARDWARE
CHI@UC Skylake, CascadeLake, IceLake, and AMD nodes GPUs (A100,V100, RTX6000), FPGAs (Xilinx Alveo U280) Storage (NVMe SSD, NVDIMM) Network (Corsa SDN, 25G Ethernet, 200G InfiniBand)
CHI@TACC Haswell, SkyLake, CascadeLake,  and AMD nodes GPU (K80, M40, P100, M1100), FPGAs (Altera) Storage (NVMe, SSD, NVDIMM) Network (Corsa SDN, 25G Ethernet, 200G InfiniBand)
● Chameleonの代表事例として、クラウドからリモートで自動車を運転操作することができる機械学習モデルを作成するための研究が挙げられる。 ●本研究では、学習モデルを作成するためのデータ収集に注目し、学習モデルの学習状況に応じて、新たなデータを収集するためのコースを組み替えることを自動化する。 ● Chameleonの自由に構築可能なクラウドエッジ環境を前提に、テストベッドとして以下の機能を提供している。研究の概要図●自由にシステムを構築可能なコンテナ環境● JupyterHubを通して実験環境へのアクセス●安定したネットワーク環境●コードや実証結果をリモートで確認できる環境
●欧州各国における研究機関や研究用ネットワーク間を接続させることを目的に構築された欧州の広域ネットワークテストベッドである。 ●欧州の主要都市間のネットワーク接続が構築され、広域ネットワークを利用した実証に利用されている。また、日本のSINETとも連携されている。

出所)https://network.geant.org/services/

●中小企業における５Gに対応した商品やサービスの開発を促進することを目的に構築された、実環境での5G通信を提供しているテストベッドである。 ● ５Gの環境だけでなく、簡易に実証できるよう５G接続が可能な各種機器も提供されている。目的としている中小企業の利用だけでなく、大学や研究機関も通信技術の研究を実施している。

出所)https://5ginnovationhubnorth.se/

●様々なワイヤレスセンサボードを利用しながらIoT社会のミクロな部分の通信やアプリケーションを開発することを目的に構築された、IoTに焦点を当てたテストベッドである。 ●ワイヤレスセンサに焦点を当てたテストベッドであり、IoTのセキュリティ・通信性能向上・消費電力削減等、計５７０の本テストベッドを利用した論文が公表されている。
FIT IoT-labが構築されている環境Copyright © Mitsubishi Research Institute
●インドにおける自律航法システムの作成を支援することを目的に構築された、車両走行の実環境が提供されているテストベッドである。 ●インド初の自律航法に関するテストベッドであり、自律航法の実証において必要な設備が車両以外には基本的に提供されている。また、実環境ではスマート信号機・踏切などの設備に加え、ラウンド
TiHAN testbedの概要図
出所)https://tihan.jith.ac.in/tihan-iith-testbed/

●センサデータの収集・分析とメルボルンが設定する共同研究を実施することが目的に構築された、 5GとIoTに焦点をあてたテストベッドである。 ●  IoT機器をメルボルン市内の公園に設置し、実データを収集している。収集したデータを可視化する機能も作成し、企業との共同研究にも利用することを想定している。
Argyle Square 5G and IoT Test Bedにおけるデータ可視化の例出所)https://melbournetestbed.opendatasoft.com/pages/home/
●近年のテストベッドの多くは、特定のテーマや目的が明確であることが確認できた。 ●特に米国は、各テーマごとにテストベッドを構築し、テーマに必要な設備を揃えている。また、テストベッド間の連携を行えるようFABRICという広域ネットワークが準備されている。 ● NICTにおいても同様のモデルでテストベッドの構築が進められており、米国の動向を注視しながら、参考にできる内容を取り込むことが望まれる。 ARA 5Gにおける地域(農業・コミュニティ等)のユースケース構築が目的AERPAW 5Gにおけるドローンのユースケース構築が目的