Copyright 2016 by Ken SAKAMURA オープン API 1 コントロール ビル INIAD HUB-1 全設備を API で制御できるビル 2

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1 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA IoT 動く 坂村健 東京大学情報学環ユビキタス情報社会基盤研究センター長 教授 YRP ユビキタス ネットワーキング研究所長 トロンフォーラム会長 /uid センター代表

2 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA オープン API 1 コントロール ビル INIAD HUB-1 全設備を API で制御できるビル 2

3 INIAD HUB-1( 赤羽台にて 2017 年開校 )

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5 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA オープン API コントロール API (Application Program Interface) システムが他のシステムを自動制御するためのコマンド 設備機器や環境制御機器等すべて API により動作情報読み取りや制御指示がオープンネットワークを通して可能 5

6 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 研究 教育での利用 IoT 研究で各種の実験的応用を検証 学内での自動ロボット車椅子やドローンの運用 エネルギー最適化や警備へのディープラーニングAIの導入 学生実習で自分たちの環境のプログラミングを学ばせる IoT を利用した各種の新規ビジネスの提案と試作実習など 6

7 参考 ) ダイワ ユビキタス学術研究館 東京大学本郷キャンパスに 2015 年 5 月に完成 オープン IoT ビルについての知見を得る実験を行った 7

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10 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 研究プラットフォームとしての ダイワユビキタス学術研究館 ユビキタス環境研究のためのプラットフォームとしてビルそのものを使う 10

11 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA ダイワユビキタス学術研究館のAPI 1. 警報 API 2. 屋上センサ API 3. 屋内センサ API 4. 照明 API 5. 空調 API 6. 電力スマートメータ API 7. エレベータ API 8. ロケーション API 11

12 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 研究をすぐに 実際の環境で試せる 音声認識で制御したり 室内カメラの画像認識でジェスチャーで制御したり さまざまな研究をすぐに実際の環境制御に直結できる 12

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15 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA ダイワユビキタス学術研究館から INIAD HUB-1 へ 床面積での規模は 7 倍 制御対象項目は 200 から 2000 項目へ 15

16 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 2 IoT から IoS へ オープン API により住宅からビル ビジネスから行政まで全てのサービスのオープン連携へ 16

17 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA IoTの本質は 物 が APIで自動連携すること 17

18 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA さらに 物 か 人 で区別なく APIですべてが 自動連携できる世界に 18

19 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA さまざまなオープン API 連携 API の先にいるのが 物 = 狭い意味での IoT API の先にいるのが ビル オープン IoT ビルプラットフォーム API の先にいるのが 人 マッチング サービス API の先にいるのが 組織 いわゆる API エコノミー オープンデータもこの一部 API の先にいる組織が 金融機関 なら フィンテック のサービスイメージ それらが提供する サービス の連携こそが本質 19

20 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA IoS Internet of Service 物, 人, 組織 由来のサービスか意識せず API ですべてをオープン連携できる世界へ 20

21 すべてがオープンAPI連携するIoS社会へ 組織 人 IoS Internet of Serveice 物 21 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA

22 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA IoS のための 3 オープン API 22

23 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA API をオープンに IoT 実現のためには API のオープン化が必要 技術より必要なのはむしろ企業の姿勢の変革 23

24 機器間連携もクローズならメーカーの枠が障碍に A 社製ネット対応エアコン 孤立 B 社製ネット対応パネルヒータ A 社製ネット対応サーキュレータ A 社独自 API で連携動作 A 社製ネット対応加湿器 24

25 オープン API なら障碍者対応も容易に 肢体不自由の人が声だけで家電を制御するシステムをボランティアプログラマが開発できる 開発 配布のコストが小さければ 100 人のユーザのためだけのアプリも作れる 障碍は十人十色で個々の特性に合わせたチューニングが重要 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 25

26 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA IoT がネットと現実を繋ぐ オープン API が実現すればモノの世界もネット世界のようにオープンに連携 プログラミング可能に 組合せ爆発でチャレンジの可能性はさらに広がり多くのイノベーションが生まれる期待を 26

27 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA IoT のための 4 オープンデータ 27

28 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA オープンデータは IoT にとって重要 判断して対応を決定するのには自前センサーで集めたリアルタイム情報だけで足りない 広い範囲の状況情報 背景情報が必要ビル内の間取り 設備構成 配置といったビル自体の静的データから 周辺の天気予報や地震速報 交通状況 といった社会的データまで 28

29 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA オープンデータも オープン API の一種 オープン API でネットワーク経由で読み出せるデータベースに入った各種データが オープンデータ 29

30 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA AI は IoT の重要な要素 大量のリアルタイムセンサーデータとオープンデータからなるビッグデータをもとに 最適 な判断を行うのは人間はもちろん従来的な制御システムにも不可能 ディープニューラルネット型 AI に期待 30

31 オープンデータとAIとIoT Copyright 2016 by Ken SAKAMURA オープンデータ 参照情報 入力 出力 AI Open IoT Building Platform IoT 31 Open API

32 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 例えば IoT ビルで 天気予報や大規模な列車の遅延などの交通状況等社会からのオープンデータを使い適切な制御を行う 32

33 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA オープンデータ化の 4 1 世界の動き 米国から世界へ ロンドンからリオへ そして

34 米国オバマ政権 オバマ大統領は就任した 2009 年 1 月 21 日の当日に 透明性とオープン ガバメント と題するメモランダムを発表 指針の内容 オープン性は民主主義を強め 政府における効率と効果を高める 透明性 国民参加 協業 の原則に基づき開かれた政府を作って行くとした 34

35 オープンデータ化の進展 国家レベルの政府データオープンデータ化 2009 年に創設された米国の Data.gov や英国 Data.gov.uk を皮切りにポータルサイトを各国が競って導入 Data.gov は 当初公開したのは わずか 47 件のオープンデータであったが現在は 今では連邦政府の機関だけで 16 万近く (2016 年 4 月現在 ) に達している 欧州 特に英国 フランス 北欧各国でもすでに 1~10 万項目の行政データをオープン化 35

36 2013 年 G8 でオープンデータ憲章合意 コミュニケ内容 オープンな政府データは, 情報時代の不可欠な資源である データを公共に移すことは, 市民の生活向上, これらデータへのアクセスを拡大することは, 技術革新, 経済成長及び良い雇用の創出を促進し得る 政府のデータを原則として一般に入手可能とし, 機械判読可能で, 容易にアクセス可能かつ開かれた形式にて無償で再利用可能とすること ( 中略 ) は, 民間部門の技術革新者, 起業家, そして非政府組織による技術革新のための新たな原動力となる 毎回の G8 において進捗をレビューする 36

37 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA ロンドンでの オープンデータ化 2012 年のオリンピック パラリンピックがきっかけ ロンドン市交通局が交通関係の多くのデータを公開 37

38 ロンドン市交通局が公開したデータ例 ライブデータ バス運行状況 地下鉄運行状況 道路混在状況 道路電光表示板の表示内容 貸自転車のドッキングステーション状況 交通状況カメラ画像... 基本情報 標準時刻表 EV 充電ポイント情報 駅 桟橋 バス停の場所 KML フィード 公共交通のアクセシビリティデータ... 統計データ 交通動態調査データ ロンドン地下鉄の乗客数データ 貸自転車の利用統計... オリンピック関連 ( オリンピック閉幕まで ) オリンピック中の駅での待ち時間予測データ オリンピック中のイベント関係の交通変更データ 38

39 オープンデータがオリンピックの レガシー 貴重な遺産に 多くの交通系アプリやサービスが生まれた最初の一年だけでも経済効果が 25 億円 ~98 億円に 自前主義でアプリを作っていた欧州の他の公共交通機関もオープンデータ化に方針転換 39

40 ロンドンの公共交通Live情報提供アプリは どんどん増えている 40

41 41 ロンドンからリオへ

42 2016 リオでも data.rio リオデジャネイロのオープンデータカタログサイト 対象としているデータ 歴史 (922) 行政 (2) 社会発展 (1) 教育 (8) エンターテイメント (8) スポーツ (7) オリンピックやパラリンピックのカレンダーなどを含む 税金 (2) 環境 (5) 歳入 (2) 健康 (2) 交通 (23) 観光 (5) 都市計画 (7) 42

43 Olympic City Transportation Challenges リオで実施された オリンピックのための交通に関するアプリコンテスト 43

44 公共交通 オープンデータ協議会 ODPT: association for Open Data of Public Transportation 2020 の東京の公共交通オープンデータ化を可能にするために 2015 年 9 月設立 44

45 ODPT の概要 活動目的 公共交通オープンデータを核に 先進的な次世代公共交通情報サービスを実現するための標準プラットフォームの構築を目指 主な実施内容 公共交通オープンデータセンターの構築 利用コンテスト開催等の公共交通オープンデータ普及 啓蒙 障碍者や外国人など 多様な利用者への情報提供方式の研究開発 駅など交通ターミナルにおける測位インフラの標準化 自動翻訳のための公共交通関連多言語辞書整備 2020 オリンピック パラリンピックに向けた公共交通整備への政策提言 45

46 サービス全体図 連携企業への遅延通知など多様な利用 46

47 東京に乗り入れるほぼ全ての公共交通機関が参加 47 ウイングアーク 1st 株式会社 株式会社ヴァル研究所 宇野自動車株式会社 株式会社 LCL 小田急電鉄株式会社 小田急バス株式会社 関東バス株式会社 グーグル株式会社 京王電鉄株式会社 京王電鉄バス株式会社 京成電鉄株式会社 京浜急行電鉄株式会社 国際興業株式会社 サトーホールディングス株式会社 ジョルダン株式会社 西武鉄道株式会社 西武バス株式会社 セコムトラストシステムズ株式会社 全日本空輸株式会社 ソニー株式会社 大日本印刷株式会社 東急バス株式会社 東京急行電鉄株式会社 東京工業大学環境 社会理工学院福田研究室 東京工業大学屋井研究室 東京国際空港ターミナル株式会社 東京大学大学院情報学環ユビキタス情報社会基盤研究センター 東京都交通局 東京メトロポリタンテレビジョン株式会社 東京臨海高速鉄道株式会社 東武鉄道株式会社 東武バス株式会社 成田国際空港株式会社 西東京バス株式会社 日本空港ビルデング株式会社 日本航空株式会社 日本マイクロソフト株式会社 株式会社パスコ パナソニックシステムネットワークス株式会社 株式会社日立製作所 防衛大学校 三菱電機株式会社 株式会社ゆりかもめ YRP ユビキタス ネットワーキング研究所

48 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA オープンデータ化の民 4 2 間分野への広がり パブリックセクターだけでなくプライベートセクターでも オープンデータでイノベーションを 48

49 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA オープン プラットフォーム 5 プロジェクト IoS 実現のために TRON プロジェクトがドライブしているオープンプラットフォーム構築プロジェクト 49

50 CPaaS.io City Platform as a Service Integrated Open 都市の課題を解決するオープンなソフトウェアプラットフォーム確立を目指す EU-Japan 共同プロジェクト 50

51 研究内容 公共ビッグデータ プラットフォームの研究 センサー等によるリアルタイムデータ 公共セクター等がもつ静的なオープンデータ 情報通信ネットワーク上のデータを 統合するビッグデータ オープンデータプラットフォームの研究 " RDF + ucode + REST といった セマンティック Web 系のオープンデータ技術と IoT 技術を融合させた統合プラットフォームの研究 ( 具体的には "u2 アーキテクチャ " の実現 ) ビッグデータ分析 Deep Learning Edge Heavy Computing 等の IoT 研究 オープンデータを用いた社会課題解決手法の研究 Transportation Tourism Healthcare and Medical care 51

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53 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA OPaaS.io Omotenashi Platform as a Service Integrated Open NIPPON おもてなし CARD O MO TE NA SHI 2020に向けた社会全体のICT化推進を目指す 官民共同プロジェクト 53

54 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 2020 に向けた社会全体の ICT 化推進に 関する懇談会 総務省主催で 東京都 オリンピックパラリンピック組織委員会 国交省 観光庁や IT ベンダー 小売 観光 旅行等のサービスベンダーが参加 2020 のオリンピックパラリンピック時の外国人観光客の おもてなし から 更にはレガシーとしてサービス情報流通の基盤の確立を目指すプロジェクト 54

55 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA おもてなしプラットフォームとは ユーザー属性情報を蓄積し 例えば 名前 使用言語 服のサイズ 宗教禁忌 食の好み等が ユーザー属性情報だが どこまで登録するかはユーザーの自由 エンドユーザーの管理の下 エンドユーザはサービスの利用者で 2020 では多くの外国人観光客を想定 サービスベンダーに適切に渡せるように 例えば ホテル ショップ レストラン 博物館 美術館 交通機関など ネットでなく実世界のサービスを主眼にする 仲介 を行うオープンなプラットフォーム プラットフォームの定める規約に従うとして登録すれば 誰でも いつでも 何にでも使えるオープン性を持つ 55

56 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA エンドユーザー エンドユーザー エンドユーザー エンドユーザー ユーザー属性情報を委託 OPaaS.ioが 仲介 ユーザー属性情報の利用を申請 サービス 56 サービス サービス

57 ユーザーがベンダーを管理し 渡す情報も選定 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 57

58 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 目指すのは CRM で なく VRM システム ベンダー主語の Customer Relationship Management でなくユーザが主語の Vendor Relationship Management へ ユーザの属性ではなく要求をサービスベンダーに適切に流通するシステム 下肢に障害がある が身体属性で 段差のない経路で誘導してくれ が要望国の個人同定システムとも連携し個人情報の取扱をクラウドによりリスク少なく簡単に活用できるインフラを個人情報取扱にコストをかけられない中小企業から行政サービスの効率化にまで利用可能 58

59 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 5 IoT を支える技術 59

60 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA IoTのTRONへ 60

61 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA Aggregate 5 1 Computing Model TRON の考える IoT 実現のためのモデル 61

62 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA オープン IoT のために ガバナンス管理が必要 適切に使う ための高度な管理が必要 ガバナンスを反映できるアクセスコントロールのフレームワークを 62

63 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA ガバナンス管理は重い機能 高度な管理には高度な判断が必要 そのために大量のリソースが必要ポリシーベースの権限のグループ管理やデータ部分的露出 平時と有事の権限設定変更 さらには人工知能的判断まで 63

64 Copyright 2016 by Ken Sakamura IoTのために巨大な環境負荷なら本末転倒 少ない 組込み機器 で制御の処理も軽く 低環境負荷だったのに 64 大量の IoT機器 で制御の処理も重ければ 巨大な環境負荷

65 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 重いエッジノードは エコ でない IoT が進展すれば大量のエッジノードが環境中に分散 個々が重いと巨大な環境負荷 65

66 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA エッジノードは軽く安くという TRON のポリシーとも矛盾 その矛盾を解消するために TRON の提唱する "Aggregate Computing Model それにより オープン と クローズ ギャランティー のハイブリッドを 66

67 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA Aggregate Computing Model M Corp. H Corp. 連携 N Corp. S Corp. P Corp. P Corp. M Corp. P Corp. N Corp. 67 H Corp. S Corp.

68 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 重い機能はクラウドに リアルタイム性不要な機能はクラウドに送りエッジノード = 組込みはより軽く安く 68

69 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA Aggregate Computing Model のコンセプト 組込み製品はメーカーのクラウドにトンネリングで直結 特定クラウドとの常時直結しか考えなければ少ない計算資源で単純かつ強固なセキュリティが実現できる そのクラウドが API をオープン化 それらが他のクラウドと連携して動作する 情報処理系 OS を搭載して直接 API を公開する製品とも連携可能 高度なアクセスコントロール機能でメーカークラウド間の連携をサポートするプラットフォームを提供 69

70 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA ⑤2 Aggregate Computing Model実現のために IoT-Aggregator と IoT-Engine 70

71 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA TRONのIoT が提供する2つの機能 サービス間連携機能 固定トンネリング機能 LAN接続するだけでそのデバイスを作った メーカーサーバーとトンネリング開始の簡 単接続 IPv6およびIPv4NAT超えサポート オーナー認証機能により消費者とのマッチ ングサポート 71 メーカーサーバーAPIに対するロールモデル による高度なガバナンス管理 ダッシュボードによるエンドユーザによる標 準管理アプリの提供 連携用標準APIの提供 連携すべきサービスの発見機構 メーカー固有APIの標準APIとの通訳機構 複数のエッジにまたがる制御アプリをサポー トする合成デバイス

72 IoT-AggregatorとIoT-EngineによるオープンIoT M Corp. H Corp. N Corp. IoT-Aggregator S Corp. P Corp. M Corp. P Corp. P Corp. IoT-Aggregat Dashboard N Corp. H Corp. 72 S Corp.

73 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA IoT-Aggregator 73

74 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA Powered by uid Architecture

75 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA ucode 2.0 ID 領域を従来よりも長く 従来は最長でも 104bit ucode2.0 の ID 領域は 124bit 管理用の情報などは全て ID に紐付けた情報として保管 従来の ucode のように ID 自身には構造を持たせない ucode 2.0 データ構造 ucode 割り当て対象を表すクラスを規定し クラス毎に属性情報を定義 ucode 基本クラスとしていくつか定義し クラス毎に定義した 基本属性 を uid センターで管理する ucode の譲渡を標準サポート 物の譲渡やリースなど ucode 付与対象物の管理者変更なども ucode マネージャの機能として標準サポート ucode の発行権限の譲渡もサポート API を提供 ucode 発行 委譲など 基本的な機能を実現するための REST API も標準提供する 75

76 IoT-Aggregator の内部構成 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA M Corp. Virtual Device Device Profile Repository Proprietary API S Corp. N Corp. Standard API P Corp. H Corp. Coordination via Standard API Device Manager 76

77 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA エッジとクラウド間は 仮想的な常時直結状態 実デバイスに対応する デバイス仮身 がクラウド中にある 77

78 デバイス仮身モデルに基づくアクセス制御機能 デバイス仮身 (ucode A ) アクセス ポリシー Source ucode X ucode Y' Any service Any Read Any action Allow Allow Deny 許可を受けた他のデバイス仮身 (ucode Y ) クラウド 実世界 デバイス実身 (ucode A) 機器のオーナー ucode X アクセス権のない第三者 ucode Z 78

79 Aggregate Computing Model による機器間連携 A社のクラウド A社のプロトコ ルで直結 B社のクラウド IoT-Aggregator B社のプロト コルで直結 A社製 ネット対応エアコン 連携動作 を実現 A社製 ネット対応サーキュレータ A社製 ネット対応加湿器 79 B社製 ネット対応パネルヒータ

80 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA IoT-Engine 80

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82 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA Powered by μt-kernel

83 世界 6 か国 7 社の半導体メーカが IoT-Engine 製品化 参加半導体メーカー 東芝マイクロエレクトロニクス ルネサスエレクトロニクス Cypress Imagination Technologies Nuvoton Technology NXP Semiconductors STMicroelectronics Copyright 2016 by Ken SAKAMURA IoT-Engnine 開発キット発売 パーソナルメディア ユーシーテクノロジ 83

84 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 84 IoT-Engine の特長 小型 低消費電力を目指した WPAN(IEEE ) 無線搭載 周波数は 国により異なるが 780MHz( 中国 ) 868MHz( 欧州 インド ) 915MHz( 北米 豪州 ) 920MHz( 日本 ) 2.4GHz( 世界共通 ) など WPAN : Wireless Personal Area Network 近距離無線通信 電池やエネルギーハーベストで動作させるような機器にも対応できる低消費電力向け CoAP 6LoWPAN プロトコルを搭載 6LoWPAN ボーダールータ経由でクラウドに接続する クラウドの Web API に親和性の高い CoAP を搭載する IoT-Aggregator 接続機能

85 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA IoT-Engine の特長 低消費電力対応 μt-kernel2.0 RTOS 搭載 マルチタスクプログラミングによる高度な制御ロジックが容易に実装可能 IEEE ビーコンモードで マイコンを Deep Sleep モードに落とせる超低消費電力対応 IoT-Engine の寸法規格 コネクタの標準化 0.4mm ピッチ 100 ピンコネクタとコネクタ横の固定ネジ位置 マイコンの違いを吸収できる自由度を持たせた信号ピン割り当て 低コスト 短期開発に有効な Arduino 互換 I/O 信号ピン割り当てを持つ 85

86 WAN 直結ボータールータ Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 86

87 さらにアーキテクチャ的には現在検討されている IoT 向け低レート低消費電力 WAN 規格にも対応可能 87

88 88 各種 MPU による実装

89 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 2016 年を振り返って 多くのオープンプラットフォームプロジェクトを 立ち上げた 1 年だった 89

90 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 今年のキーワードは プラットフォーム INIAD HUB-1 のためのオープン IoT ビルプラットフォーム都市とオープンデータのための CPaaS.io 人とサービスをつなぐ OPaaS.io IoT 開発のプラットフォーム IoT-Engine それら全てを支える IoT-Aggregator と ucode 90

91 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 目指すのはオープン IoT そして その先の IoS へ オープン API によりすべての サービス が連携される世界へ 91

92 Copyright 2016 by Ken SAKAMURA 多くの 連携 で 動きはじめた IoT 92