著者

中村 真理 車谷浩一

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)

巻号頁・発行日

vol.47, no.1, pp.89-100, 2006-02-15

参考文献数

13

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蟻は,局所的情報に基づいて行動する多数の個体間の通信によってコロニー全体で集合現象を示す社会性昆虫として知られる.本稿では初めに,蟻個体の分化とフェロモン信号の空間分布パターン形成を同時に取り扱う蟻コロニーモデルの設計手法を提唱する.この手法を用いて蟻の信号感受性を操作し,蟻個体の行動則に様々な構造を導入すると,コロニー全体の分業調整が可能になりモデルの改造が容易になる.その実例として本稿では次の2 通りのモデルを設計し,そのダイナミクスを分析・再構成する.まず1 番目の応用例として,蟻個体の道標フェロモン感受性を変えて蟻の行動則に新しいルールを順次付加し,3 種類の採餌行動モデル(非誘引・誘引・不応期モデル)を設計する.採餌行動に際し個々の蟻は探索・輸送・動員のサブタスクの1 つに従事する.蟻のサブタスク間配分を調整することにより,3 種類の採餌行動モデルは異なる採餌戦略を示す.なかでも特に蟻が信号感受性を切り替える不応期モデルは,デッドロックを回避する安定な挙動や無駄のない配分調整の結果,つねに最も高い採餌効率を示す.次に2 番目の応用例として,互いに独立な信号を用いてゴミ塚作りと採餌行動の2 つのタスクを同時に遂行する分業モデルを設計する.分業モデルの蟻の行動則では,反応拡散系としてふるまう2 つのタスクモジュールが互いに接続されている.この分業モデルは採餌効率を補償するよう両タスク間で弱い相互作用を示す.An ant colony comprised for many ants communicating by pheromone signals shows collective behavior through signal patterns formed by them. First in this paper, we devise a method for designing ant colony model, and next we apply the method to design following two types of ant colonies, introducing structures into ant's behavior rule by focusing on ant sensitivity to signals. In the first type, we modify design of three foraging models (trail, attraction and desensitization) repeatedly, changing ant sensitivity to recruit pheromone, in order to improve foraging efficiency by regulating allocation of ants to food-search, recruitment and food-carry subtasks. Out of these foraging models, the desensitization model shows the best foraging efficiency as a result of its stable behavior without deadlock and trade-off between food-search and recruitment subtasks. In the second type, we design a task-allocation model between foraging and waste-piling tasks, by coupling the two task modules using independent signals in ant's behavior rule. It shows weak interaction between the two tasks through distributions of desensitized ants in each task, which compensates for the decrease in foraging efficiency.

著者

幸島 明男 池田 剛 井上 豊 車谷浩一

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告ユビキタスコンピューティングシステム(UBI) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2006, no.116, pp.37-44, 2006-11-09

被引用文献数

1

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さまざまなセンサデバイスからのセンサ情報をどのようにして管理し,人間向けの具体的なサービスへと結びつけるかという問題は,依然として,状況に基づくサービスを実現する上で重要な課題となっている.本研究では,このような問題の解決に向けて,複数の異なるセンサ情報を統一的に管理し,高次のサービスと連携させる機能を提供するミドルウェアSENSORD (Sensor-Event-Driven ServiceCoordination Middleware) を提案する.SENSORDは,低次元のセンサデータを高速に解析するために,センサデータをその時空間情報とともに共有メモリ上に保持する機能を持つ.SENSORDは,ユーザが登録したルールに基づいて,非同期・同期的に蓄積されたセンサデータの評価を行い,ルールが適合する場合には対応するサービスを起動する.これらの機能を利用することで,ユーザは状況に基づくサービスを容易に実現することができる.本論文では,まず,状況に基づくサービスのためのミドルウェアに求められる機能について整理し,時空間情報管理とルールに基づくサービスに着目する.そして,そのような機能を提供するミドルウェアとしてSENSORDを提案する.最後に,SENSORDのアプリケーションとして,現在開発中の緊急時における屋内避難誘導システムについて述べる.How various kinds of sensor devices are handled, and how numerous 0lower-level sensor data are managed and integrated into higher-level context services are important issues to realize context-aware information systems. We have been developing Sensor-Event-Driven Service Coordination Middleware (SENSORD) to fill coordination gaps betweepn higher-level services and lower-level sensors. The SENSORD system obtains and stores sensor data into an in-memory data container to achieve fast, complex analysis of the sensed data. The facility of real-time analysis, which includes periodical evaluations of spatio-temporal conditions, enables application developers to outsource context-aware mechanisms. As described in this paper, we first examine middleware of context-aware services and our approaches. We then show the outline of SENSORD and an exemplary application: an indoor emergency response system in our laboratories. Preparing for emergency situations, such as fire emergencies, it manages sensor devices (thermometers, hygrometers, vision systems, microphone arrays, etc.) to detect emergent situations.

著者

片岡 崇 川村 秀憲 車谷浩一 大内 東

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告知能と複雑系(ICS) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2004, no.29, pp.77-82, 2004-03-16

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ユビキタス環境の発達に伴い,混雑状況の提示サービスが行われるようになると考えられる.しかし,必ずしも提示された混雑状況をもとに混雑を回避することが最適ではないということが明らかになっている.本稿では,混雑状況を提示する上でその効果に影響を与える要素であると考えられる,目的地の選択とそこへの到着までの間の時間的な遅れと混雑度合いに注目し,テーマパーク問題に対してマルチエージェントシミュレーションによって混雑状況の提示はどのような状況で効果的であるのかその効果を検証する.Recently it is considered that the congestion information services will provide with a development of ubiquitous environment. But it has bacn Cleared that congastion avoidance behnvior based on congestion information is not always optimum. In this paper, we investigate effect of congesiion information with multiagent simulation in theme park problem. Then we focus On degree of congestion and delay time between selecting destination and arriving. which is considered to affect the effect of congesion information.

著者

和泉 憲明 幸島明男 車谷浩一 中島秀之

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告ユビキタスコンピューティングシステム(UBI) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2003, no.115, pp.129-134, 2003-11-18

参考文献数

3

被引用文献数

2

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本稿では,デジタル世界のエージェントにより,実世界のユーザを支援するためのシステムのアーキテクチャとユーザインタフェースを提案する.具体的には,エージェントのタスクを細粒度の機能体として環境に配置し,ユーザを介してWeb上の部分コンテンツを受け渡しすることにより,機能連携を実現する.そして,簡易な操作でWeb上の複数の部分コンテンツにかかるコピー&ペースト操作を行う仕組みとしてWebSLITを開発しを開発し,これをブラウザのプラグインとして実装した.これにより,次世代Webのコンセプトをユビキタス計算環境に具体化させことを目指す.In this paper, we propose the architecture and the user interface of a system for supporting the users in the real world by the agent in the digital world. In the concrete way, the agent's task is embedded in the environment as a functional object of fine-grained services. The user enables the service coordination by delivering the agent the partial contents on the Web. As an implementation, we have developed WebSLIT, which enables us to perform copy & paste action by simple operation, and that is embedded in the Web browser Mozilla as a plug-in module. Based on WebSLIT, we try to clarify the concept of the Web tomorrow in the Ubiquitous computing environment.

著者

池田 剛 井上 豊 山本 潔 幸島 明男 山下 倫央 車谷浩一

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告モバイルコンピューティングとユビキタス通信(MBL) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2008, no.18, pp.187-193, 2008-02-27

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環境内に設置されたセンサーノードを用いて人や環境の物理的状態を見守るシステムにおいて,無線センサーネットワークの構成手法,すなわち通信方法・通信プロトコルの設計,ハードウェアとソフトウェアの役割分担,省エネルギー設計などは重要な問題である.しかしながら,多くの既存ノードデバイスは汎用的機能を重視しているために,必ずしも実環境に適応した設計がなされていないこともある.そこで本研究では,ComPassと呼ばれる無線センサーネットワークシステムを提案する.ComPassノードデバイスはシンプルな構成の微弱無線通信モジュールであり,たとえば屋内空間での位置推定などのアプリケーションを想定し,実環境において実用に供することを目標に設計されている.すなわち,乾電池駆動も可能な低消費電力であり,かつ,シンプルな構成によって低コスト化も図っている.一般に低コストのハードウェアでは信号ビットレートの自動認識やデータ補正などは困難であるが,ComPassノードではこれらの処理の一部をソフトウェアにて実装することによりハードウェアの単純化とコストの削減を実現した.本稿ではまず無線センサーネットワークと関連研究について述べた後,ComPassノードのハードウェア概要について述べる.そして,次にComPassノード間の通信プロトコル,プロトコルスタック,無線送受信処理などの組み込みソフトウェアのアーキテクチャーを示す.最後にComPass無線センサーネットワークシステムを適用した,スマートフォン上での屋内自律型測位システムについて述べる.In development of the system that watches over humans and physical statuses using numerous wireless sensors, it is important how to design the sensor nodes and how to construct networks of the nodes. Although many studies of wireless sensor networks have been proposed before, most of the studies focus on designs of general-purpose sensor networks. Thus, facilities of the nodes are redundant and not always suitable for an environment where it requires low cost and low power consumption networks. Rethinking practical use of the sensor networks, we propose an extremely low power wireless sensor network system called ComPass. It is designed for practical application services in everyday environments, such as indoor position estimating services. A ComPass node device realizes automatic bit rate detection and data complementation by software so as to achieve simplification and cost reduction of the device. In this paper, first, we describe overview of the wireless sensor network and related works. Second, we descr be ComPass, hardware of the node and software architecture: communication protocol, protocol stack and wireless transmission processing. Last, we describe a practical indoor position estimating system as an application of the ComPass system.

著者

池田 剛 井上 豊 山本 潔 幸島 明男 山下 倫央 車谷浩一

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告ユビキタスコンピューティングシステム(UBI) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2008, no.18, pp.187-193, 2008-02-27

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環境内に設置されたセンサーノードを用いて人や環境の物理的状態を見守るシステムにおいて,無線センサーネットワークの構成手法,すなわち通信方法・通信プロトコルの設計,ハードウェアとソフトウェアの役割分担,省エネルギー設計などは重要な問題である.しかしながら,多くの既存ノードデバイスは汎用的機能を重視しているために,必ずしも実環境に適応した設計がなされていないこともある.そこで本研究では,ComPassと呼ばれる無線センサーネットワークシステムを提案する.ComPassノードデバイスはシンプルな構成の微弱無線通信モジュールであり,たとえば屋内空間での位置推定などのアプリケーションを想定し,実環境において実用に供することを目標に設計されている.すなわち,乾電池駆動も可能な低消費電力であり,かつ,シンプルな構成によって低コスト化も図っている.一般に低コストのハードウェアでは信号ビットレートの自動認識やデータ補正などは困難であるが,ComPassノードではこれらの処理の一部をソフトウェアにて実装することによりハードウェアの単純化とコストの削減を実現した.本稿ではまず無線センサーネットワークと関連研究について述べた後,ComPassノードのハードウェア概要について述べる.そして,次にComPassノード間の通信プロトコル,プロトコルスタック,無線送受信処理などの組み込みソフトウェアのアーキテクチャーを示す.最後にComPass無線センサーネットワークシステムを適用した,スマートフォン上での屋内自律型測位システムについて述べる.In development of the system that watches over humans and physical statuses using numerous wireless sensors, it is important how to design the sensor nodes and how to construct networks of the nodes. Although many studies of wireless sensor networks have been proposed before, most of the studies focus on designs of general-purpose sensor networks. Thus, facilities of the nodes are redundant and not always suitable for an environment where it requires low cost and low power consumption networks. Rethinking practical use of the sensor networks, we propose an extremely low power wireless sensor network system called ComPass. It is designed for practical application services in everyday environments, such as indoor position estimating services. A ComPass node device realizes automatic bit rate detection and data complementation by software so as to achieve simplification and cost reduction of the device. In this paper, first, we describe overview of the wireless sensor network and related works. Second, we descr be ComPass, hardware of the node and software architecture: communication protocol, protocol stack and wireless transmission processing. Last, we describe a practical indoor position estimating system as an application of the ComPass system.

著者

井上 豊 池田 剛 山本 潔 幸島 明男 山下 倫央 麻生 英樹 車谷浩一

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告ユビキタスコンピューティングシステム(UBI) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2008, no.18, pp.195-202, 2008-02-27

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本論文では,衛星測位システムが利用できない場所,特に屋内での自己位置を推定するためのシステムを用いた実証実験について報告する.近年,カーナビゲーションシステムや携帯電話ナビゲーションシステムなどの衛星測位システムを用いた位置情報サービスは広いユーザー層に利用されており,産業の発展や市民の生活になくてはならないものとなりつつある.しかし,この衛星測位システムによって得られる位置情報は,基本的に人工衛星から測位信号を受信可能な屋外でのみ利用することが可能な情報であるため,屋内でのナビゲーションサービスには利用することができない.そこで,衛星測位システムを利用できない屋内での位置情報を提供するための微弱無線ビーコンを用いた屋内自己位置推定技術,さらにはカーナビゲーションシステムや携帯電話ナビゲーションサービスのように,利便性の高いサービスを商業施設や住居施設などの建物の中でも利用できるようにするための屋内ナビゲーションシステムを開発した.この屋内施設における自己位置推定技術,およびその技術を応用したナビゲーションサービスの実現性および有効性を検証するために大規模商業施設での実証実験を行った.In this paper, we describe demonstration experiments using an autonomous positioning system to estimate self-position in indoors, where is impossible to receive GPS signal. In recent years, position information systems using GPS, such as car-navigation system and portable navigation system, are used for many users. These systems contribute to development of industry and relieve civil life. However, since position information calculated using GPS signal is available only in the place which is possible to receive the satellite signals, GPS cannot be used for routing guidance in indoor environments. Then, we developed an indoor autonomous positioning system using extremely low power radio wave beacon devices to provide position information in indoors. Moreover, we developed an indoor navigation system to provide convenient service like car-navigation system and portable navigation system which can be used also in commercial architecture or office building. We carried out the demonstration experiments in large-s ale indoor commercial facilities, in order to evaluate usability of the navigation service which is application of the autonomous positioning technology, and availability of the indoor positioning technology.

著者

山下 倫央 幸島 明男 車谷浩一

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告知能と複雑系(ICS) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2007, no.26, pp.7-13, 2007-03-14

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論文では,一日の電力消費を平滑化するためにエネルギー消費機器の運転時間を動的に変更・制御し,省エネルギー・二酸化炭素排出削減を実現する協調省エネを提案する.協調省エネの機器制御の対象として,消費電力が大きく,かつ運転時間が外部的に決定されてもユーザの負担が少ない家電である全自動洗濯乾燥機と食器洗い乾燥機を想定し,利用時間をシフトさせる.協調省エネ家電の利用時間の変更がなされた結果 どの程度の省エネルギーが達成されたかを数値実験を通して検証する回数値実験の結果に基づいて,協調省エネが達成したi)ピーク時の消費電力の削減比率と,ii)総消費電力量の削減比率,が実際にはどの程度の省エネルギーに匹敵するのかを確認した.In this paper, we propose "cooperative energy saving", which dynamically changes the op erating time of devices consuming electric power to smooth power consumption of a day and to realize energy saving and reduction of carbon-dioxide emissions. The degree of energy saving with cooperative energy saving is calculated through a numerical experiment that the operating time of a washing and drying machine and a dishwasher in households are shifted from noon to midnight. As a result of our numerical experiment, we evaluate that the degree of energy saving in real world from the point of view of i) reduction ratio of a peak of electric power consumption, and ii) reduction ratio of total electric power consumption.