遠隔ロボティクス制御利用サービスのためのサービス品質及びアーキテクチャ
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21K11855
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60060:Information network-related
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| Research Institution | Tokyo Kasei University |
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Principal Investigator |
小池 新 東京家政大学, 人文学部, 教授 (40650445)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末田 欣子 明星大学, 情報学部, 教授 (70530806)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | サービス品質 / ネットワーク品質 / アーキテクチャ / ロボティクス / Quality of Control |
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| Outline of Research at the Start |
多様なサービスを構成するシステムは，様々な機器や機能が5Gなどのネットワークを介して実現される．サービスの品質は，従来主に人の知覚を対象に規定されてきた．今後は，サービス全体の品質を考え，人以外も含めた観点を考慮する必要がある．つまり，従来のサービス品質の概念をアップデートし拡大する必要がある．本研究では，多様なネットワークや機能の混在環境で構成可能に各種機能間の品質擦り合わせ方法を研究する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，直接的な人間とのやりとりで人間が体感する品質に限らず，様々な機器や機能を統合したサービスで必要な品質を，多様なネットワークや機能の混在環境で構成可能にすることを目的としている．つまり，従来は人間が利用することを前提としてサービス品質を考えていたが，その概念を人間以外が直接的に拡大することを意図している．この研究対象となるサービスを実現するシステムには，リアルタイムでの動作や制御が必要なロボティクス機器と，非リアルタイムで動作する機器の双方が含まれる．非リアルタイムの機器については，通信を行いたい時に通信可能な場所に存在するかどうか，そして通信可能な際にサービスに必要な通信品質が得られるかどうかという２段階での検討が必要になる．前者については特定のケースをモデル化して，シミュレーションにより実施する手法と確率的な検討を行う手法がある．今年度は前者での検討を継続するとともに，後者についての調査を行った．初年度から実施しているリアルタイムで動作する機器の検討では，引き続き遠隔操作を必要とする種々のロボティクス機器が組み込まれているシステム全体の，遠隔操作に必要となる操作性についての新たな特性量の定義を明確化するために，ROS(Robot Operating System)-2を用いて，機能分散したシステムについての実験を実施した．検討している方式では，この機能分散をさせる制御処理の部分を仮想化し，ロボティクスデバイスの筐体から分離し，遠隔にあるサーバに配置して制御する形態を検討対象の形態としている．実験系を用いて，ネットワークの遅延とパケット損についての条件を変化させた中で，上記で確立した特性量がどのような影響を受けるかの応答性を画像を用いた制御について検討した．このシステムによる検討結果を研究会で報告した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
リアルタイムでの動作を優先的に検討することを当初の研究計画では構想．まず，遠隔操作を必要とする種々のロボティクス機器が組み込まれているシステム全体の，遠隔操作に必要となる操作性についての新たな特性量の定義を明確化する検討のため，ベースとなるエミュレーション環境を構築した．この環境に実機を一部組み合わせた実験を開始している．次に，実際の実験としては，ネットワークに関するQoS条件(特に遅延や遅延変動)を変化させ実施可能な環境を構築した.また，特にネットワーク遅延とパケット損がサービス全体に与える影響がサービスに関する特性量に影響をどの程度与えるかについての検討をサービスへの影響が主観的にわかりやすいことを念頭に，画像制御について開始している．現在までの結果を，研究会への報告を行なった．実社会への応用として掲げているリハビリテーションや造形，音楽などの遠隔教育への利用については，引き続きリハビリテーション分野の調査を，研究成果報告会への参加などにより実施している．この調査の結果，実機での動作だけではなく，拡張現実(AR)などを利用した教育的な観点での利用の際に，ユーザが体感する品質への影響が大きいことがわかった．特に教育という点では大規模な同時配信などが行われるため，1台のみの制御の対象としている実機の場合以上に品質制御について検討すべき点があることがわかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，評価シナリオ作成と，それぞれのシナリオに対するサービスに関連した品質とネットワークの品質の関係の体系化を行うことを目指す．評価シナリオについては，リハビリテーションや造形などへの適用を念頭に実施する．また特に利用環境の変化が多い移動特性の評価についても，シナリオの検討を行い，関連した品質に関する特性量を明らかにする．またこれらの評価結果をまとめ，研究会などでの報告を行い，フィードバックを得ることを目指す．特にサービスという観点の情報収集が可能なコンシューマーエレクトロニクス系の国際会議にて，企画セッションをオーガナイザとして参画することで開催し，関連の研究動向の調査を行う．リハビリテーション分野や造形分野についての調査も引き続き実施し，連携可能なシナリオの検討を行う．また，これらの2つの調査に基づき，様々なシステムの具現化に必要となるアーキテクチャを提案する．最終的にはサービス構築ソリューション検討の際に，検討を系統的に実施できるようにすることを目指した，品質に関する構成法のテンプレート化の確立を目指した検討を行う．
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
