第 10 回ユビキタス TRON と日本の情報産業 1 ユビキタスと TRON の技術 (1) ユビキタス コンピューティングからユビキタスネットワークへユビキタスという言葉のそもそもの語源は ラテン語で ubique= あらゆるところで という形容詞を基にした ( 神のごとく ) 遍在する という意味である もともとは ゼロックス社のパロアルト研究所のマーク ワイザー (Mark Wiser 1952-1999) によって 1989 年に提唱された一人が複数のコンピュータを使う第 3 世代コンピュータ ネットワークの概念 ユビキタス コンピューティング の中で始めて使われた 一方日本では 野村総合研究所が 1999 年に次世代 IT をになうキーワードとして 携帯機器や情報家電などの種々の機器がネットワークに接続され いつでも どこでも利用できる を意味する言語 ユビキタスネットワーク として使い 日本の情報戦略ではこの用法が定着している 1 1 u-japan 戦略を掲げた ICT 政策大綱 でも 誰でも何でも簡単にネットに接続することにより多様で自由かつ便利な コミュニケーション が実現するという点が最も重要な概念であるとして 新ビジネスや新サービスが次々に生まれる社会の実現 誰もが安心 安全に暮らせる社会の実現 個の活力が湧き上がる社会の実現 などが掲げられている 67
(2) ユビキタスネットワークを支える技術 TRON 1974 年に Intel 社によって発売されたマイクロプロセッサは 大型コンピュ ータに必要な回路がほとんど組み込まれていた このマイクロプロセッサの登場によって大型コンピュータの処理能力を小型のワンチップで 低価格で手に入れることが可能になり パーソナル コンピュータの実現が可能になった ( 第 3 回参照 ) またマイクロプロセッサは電卓の他 炊飯器 テレビ 自動車のエンジンなどの機器に組み込むことによって これらの機器の制御も可能になるのであり ユビキタス技術にもつながるものでもあった 現在 全世界でパーソナル コンピュータの生産台数は年間約 2 億台であるが このマイクロプロセッサが組み込まれている 組込み式のコンピュータ (= 携帯電話 情報家電など ) の年間生産台数は 80 億個とも言われている この組み込み式のコンピュータに使われる OS として数多く使われてきたのが TRON である 東京大学の坂村健教授 (1951 年 -) は 1984 年に 将来のコンピュータ化された社会において協調動作する分散コンピューティング環境の実現を目指し TRON(The Real-time Operating system Nucleus) プロジェクトを開始した TRON は情報処理用のコンピュータではなく 車のエンジン制御 工場の産業用ロボットの小型制御機器 携帯電話 ファクシミリ デジタルカメラなどの機器に組み込まれる制御用のコンピュータの リアルタイム性を重視したOS 2 を中心としたアーキテクチャーである 3 TRON プロジェクトはトロン協会によって運営されているが トロン協会は OS の仕様と 組み込み制御システムのアーキテクチャー ( どう作るか決めた仕様書などを含めて ) を完全に公開している そして TRON の実装は企業にまかせられ これを使って誰がどのようなソフトウェアを作ってもいいし また作ったものについて GPL のように公開を義務付けてもいないので 企業が開発に参加しやすいスタイルになっている 2 情報処理用コンピュータの OS が TSS( タイム シェアリング ) を基本としているのに対し TRON は制御機器用の OS なので実時間で待ったなしで対応する必要 ( 例えば車のエンジン制御ならピストンが上がるまでに点火タイミングのための計算が終わっていないとエンストしてしまう ) からリアルタイム ( 実時間 )OS となっている 3 TRON は組み込み制御用のコンピュータの OS だけでなく コンピュータのハードウェアの規格や IC カード 非接触認証などの規格からコンピュータの人間の間のインターフェースデザインまで含めた標準化とオープン化の取り組みになっている そのため TRON プロジェクトは MTRON (TRON プロジェクトの目標とする分散コンピューティング環境 ) ITRON ( 組み込みシステム向けのリアルタイム OS) BTRON( パソコン向けの OS) etron( セキュリティ規格を定めたもの IC カード 非接触認証などの規格 ) などの互いに連携する多くのサブプロジェクトによって構成されている 68
(3)TRON プロジェクトと どこでもコンピュータ TRON プロジェクトが目指すのは 身の回りのあらゆる機器 設備 道具にマイクロプロセッサが組み込まれ それらがネットワークを介して相互に通信し協調動作することによって 人間の活動を多様な側面から支援することである そのため 自律移動支援プロジェクト 4 や 食品トレーサビリティ に関する実証実験が全国各地で行われている 4 位置情報を携帯電話 ユビキタス機器 インターネット などのツールも活用し 利用者に適応した形で情報提供 情報交換するための実証実験で 青森県の ゆきナビ青森プロジェクト 東京都の 東京都 IC タグ実証実験 ( 銀座 ) 静岡市の 静岡おもいやりナビ実証実験 奈良県の 奈良自律移動支援プロジェクト 堺市の 堺市自律移動支援プロジェクト 和歌山県の 世界遺産熊野古道ナビプロジェクト 神戸市の 自律移動支援プロジェクト ( 神戸 ) 熊本県の くまもと安心移動ナビ プロジェクト など全国各地で行われている 69
(4) 組込みソフト開発環境 T-Engine フォーラムとユビキタス ID 技術組込みコンピュータ用の仕様に関する技術的検討は ITRON によって行われて いるが 現在はユビキタス コンピューティング環境構築のためのオープンなリアルタイムシステム標準開発環境であるT-Engine 5 と リアルタイムOSであるT-Kernelとして進んでいる また コンピュータが読み取りやすい形で 実世界の様々な モノ や 場所 に固有の番号 = ucode( ユビキタスコード ) 6 をつけ この情報を端末 = ユビキタスコミュニケーター (UC) を活用することによって人間が獲得し ユビキタスネットワーク環境を作り出す ucodeは非接触型 ICカード 7 や電子タグ (RF-IDタグ) 8 の他に モノ に直接印刷する技術も進んでいる 5 T-Engine には携帯型情報機器などの画面制御などの開発環境である標準 T-Engine の他 家電機器や計測機器向けの μt-engine 照明機器などの制御の n T-Engine そして無線ネットワーク経由での超小型端末のための p T-Engine の 4 つのプラットフォームがある 6 基本コードが 128 ビット 約 340,000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 個 (3.4 10 の 38 乗個 =3.4 億 1000 兆 1000 兆個 ) の番号をつけることができる 7 キャッシュカード大のプラスチック製カードに極めて薄い半導体集積回路 (IC チップ ) を埋め込み 情報を記録できるようにしたカード アンテナが内蔵されており 微弱な電波を利用して端末と交信する JR 東日本の Suica に使われていることで有名 8 RFID (RF-ID Radio Frequency Identification) : 微小な無線チップにより人やモノを識別 管理する仕組み 流通業界でバーコードに代わる商品識別 管理技術として研究が進められてきたが 社会の IT 化 自動化を推進する上での基盤技術として注目が高まっている 耐環境性に優れた数 cm 程度の大きさのタグにデータを記憶し 電波や電磁波で読み取り器と交信する タグは ラベル型 カード型 コイン型 スティック型など様々な形状があり 用途に応じて選択する 70
2 ユビキタスと TRON と日本の情報産業 (1) ユビキタス TRON と日本の情報産業のガラパゴス進化 第 8 回参照 (2) クラウド コンピューティング~スマートグリッド スマートシティ 第 11 回参照 (3) 組込みコンピュータの高度化と組込み Linux の台頭最近では高機能の携帯電話やデジタルテレビなどの情報家電の普及により 組込みコンピュータのハードウェア部分 =エンベデッドプロセッサへの需要も高機能 ( 高ビット ) のものへ市場がシフトしてきている そしてハードウェア ( エンベデッドプロセッサ ) を制御するソフトウェアも機能のリアルタイム性はさほど重視されなくなる一方 ( 数十マイクロ秒程度の応答速度で充分 ) より高性能化 複雑化が求められ 開発自体も大規模化してくることになる その結果 組込みソフトウェアの OS 部分にあたる組込み Linux の市場は拡大してきている そしてなにより Linux はロイヤルティが不要であり 開発スケジュールの短縮が図れるといった面で OSS のメリットが活かされる 組込み Linux 市場シェアの推移 71
例えばデジタル家電の中で 薄型テレビではシャープの AQUOS ソニーの BRAVIA 東芝の REGZA などで Linux が採用されている また 自動車などにも Linux を中心とした OSS が使われている そして 携帯電話用ソフトウェア Android ( アンドロイド ) は Linux OS をベースとして開発されている トヨタスマートセンター 20XX 年 ~ 君がいてよかった...~ http://www.youtube.com/watch?v=bmlvyy2epla 参照 そこで デジタル家電 自動車 そして携帯電話を開発する企業は Android などの OSS( あるいは OSS ベースのアプリケーション ) を利用してそれぞれのビジネス ( デジタル家電 自動車 携帯電話の開発 製造 販売 ) を行っていると同時に OSS の開発自体に関わっていくことが求められてくる 実際にもソニー ノキア サムソンのような企業はビデオカメラ テレビ 携帯電話などの組み込みコンピュータとして Linux を採用している これら組み込みコンピュータを開発する企業の Linux 開発プロセスへの参加は Linux を将来にわたって製品の重要な部品とすることに対する保障となる さらに IT 企業以外でも フォルクスワーゲンやトヨタのような自動車会社も Linux の開発に貢献している フォルクスワーゲン社は電波干渉の強い環境で自動車部品間の高信頼通信を実現している Linux は同社にこのようなネットワークを構築する機会を与えており 同社は開発したコードが Linux カーネルの中で維持されることが重要と考えて Linux の開発に参加しているわけである 72
また プログラミング言語 Ruby にも軽量な組み込み版が誕生した まつもとゆきひろ氏は 2012 年 4 月 20 日 組み込みシステム向けの軽量 Ruby mruby を公開した まつもと氏が福岡県などと経済産業省の地域イノベーション創出事業として開発していたもの 組み込みシステムの生産性向上を狙う これまで Ruby は Web システムなどで多く利用されてきたが 軽量 Ruby は組み込み分野で利用できるよう工夫している mruby は組み込みシステム向けに文法をシンプルにし 通常の Ruby に比べ少ないメモリーでも動作するようにしたもの UNIX や Linux だけでなく Windows Mac OS X BeOS などでも動作するという 生産性が高いとされる Ruby を軽量にして移植性を高め 組み込みシステムに適用することで 家電製品などのソフトウェアの開発生産性を向上させることが目的である 73