2021 Fiscal Year Research-status Report
Evolutional IoT/Robot system development methodology and platform in DX Era
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21K11835
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
渡辺 晴美 東海大学, 情報通信学部, 教授 (40333190)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 未来子 東海大学, 情報通信学部, 准教授 (20626030)
大川 猛 東海大学, 情報通信学部, 准教授 (80392596)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | コンテキスト指向プログラミング / IoT / DX / モデル駆動開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DX時代の進化型IoTロボットでは、実行時横断的関心事と呼ぶ問題が深刻化することが予測される。これらのロボットにはAIが導入され、環境適用や多彩なサービスを最適に提供することが望まれているが、このようなロボットは、開発時に行動を決定することはできず、実行時の振る舞い変更が、システム全体に及ぶ横断的関心事となるためである。この問題に対し、コンテキスト指向プログラミング(COP)という技術を核に、ハードウェア・ソフトウェア協調のプラットフォームを提案し、進化型IoTロボットに適用し評価することが目的である。一年目であることから、今後の準備段階と位置付け、研究に必要な評価環境であるロボット開発や情報収集を中心に行った。以下にその概要を記す。
(1) プラットフォーム：基礎的な概念については、これまでの研究で準備してきた。本研究では、それらについて、新たな開発環境への適用について検討した。
(2) IoTロボット＆クラウドと連携したWebアプリケーション：本ロボットは、IoTであることから複数のエッジを利用すること、進化型であることから、ある程度の複雑さを有していることが必要である。そこで、ロボット利用者の感情を理解することを目的とした心拍に応じて瞳孔を変化させるロボットを試作した。IoTロボットを管理するためには、クラウドと連携したWebアプリケーションが必要となる。その基礎的な部分を開発した。
(3) 情報収集：文献調査に加え、下記のワークショップをOrganizerとして開催し、COP及びIoTロボットと関連した基調講演、招待講演及び議論を行った。International Workshop on Modeling for Vehicle/IoT/Robotics System Education within MODELS2021
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、一年目であることから研究に必要なロボット開発や情報収集を中心に行った。進捗状況は以下の通りであり、申請時の目標を概ね達成していることから、「おおむね順調に進展している」とした。
(1) プラットフォーム：研究計画の「(1)協調機構」と「(2)モデル駆動開発・シミュレーション」の課題と対応している。本年は、各々、同期機構の実現と振る舞いに関するコード生成を目標としていた。後者に対応するために、本年はこれまでと異なる開発環境への適用を検討した。
(2) ロボットの試作およびクラウドと連携したwebアプリ：研究計画の「(3)多様なサービス」の課題と対応している。申請時には、単純な動作をするロボットが仮想環境上で動くことを想定していた。本年は、ロボット利用者の感情を理解することを目的とした心拍に応じて瞳孔を変化させるロボットを試作することができた。すなわち、スマートデバイスからロボット利用者の心拍を得るという実環境を構築することができた。また、仮想環境上で、ロボットを動作させることも完了している。また、クラウドと連携したWebアプリケーションについては3年目に実施予定であったが今年度から開始することができた。
(3) 情報収集：本研究と極めて関係の深い国際会議(ワークショップ)をOrganizerとして、開催することができたため、想定以上の情報収集ができた。特に、COPに基づいたモデリングでは第一人者のProf. Nicolas Cardozoに基調講演をしていただくことができ、多いに今後の研究の参考になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、申請時の計画に従い、以下の内容について取り組む予定である。
(1) ハードウェアとの協調機構：今年度開発したロボットなどの知見をもとに、これまでよりも、より具体的なドメインを想定したフレームワークに対応するプラットフォームを構築する。
(2) モデル駆動開発・シミュレーション：今年度に引き続き、同期機構やROSに対応したUMLモデルの拡張、新たなモデルの提案、コード生成に取り組む。
(3) 多彩なサービス：ロボットまたはスマートデバイスを複数連携させ、より複雑なシステム上でのサービスを実現する。
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| Causes of Carryover |
COVID19のため出張せず、参加した会議について参加費が必要でなかったため。
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