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階層化ダイナミックマップに基づくデジタルツイン基盤

研究課題

研究課題/領域番号 23K24830
補助金の研究課題番号 22H03574 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関東京大学

研究代表者

江崎 浩  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (60311643)

研究分担者 落合 秀也  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (10615652)
砂原 秀樹  慶應義塾大学, メディアデザイン研究科(日吉), 教授 (20206577)
塚田 学  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (90724352)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードデジタルツイン / スマートビルディング / ダイナミックマップ / Linked Open Data / データ連携 / インターネット映像音声 / Software Defined Media / AR/VR
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、生活・運用過程のためのオープンなデジタルツイン基盤を構築することである。これにより、製造、流通、運用の過程で分断されているデジタルツイン基盤と、IoTソリューションの「サイロ」から、統合したデジタルツイン基盤として抜本的に転換させる。本研究では、BIMベースのシステム基盤と、交通分野のダイナミックマップのコンセプトを適応することで、上記の課題を解決する階層型ダイナミックマップに基づくデジタルツイン基盤を実現し、多様な実証フィールド(オフィス、大学、工場、美術館)で有効性を検証する。

研究実績の概要

本研究は、5G環境下におけるWebRTCを用いたリモートコラボレーションの品質評価、時空間メディア管理のためのオントロジーと対話型アプリケーション、ビルディングデジタルツインのためのWebベースBIMプラットフォーム、信頼できるインターリアリティのためのデジタル識別システムアーキテクチャの探求、野球の審判支援システムなどの研究成果を上げている。
5G環境下でのWebRTCの性能と様々な環境要因との相関関係や、複数のモバイルキャリアの通信技術を活用することによる性能向上の可能性を明らかにした。また、時空間メディアとそれを扱うシステムを包括的に記述するためのSDMオントロジーを提案し、それを用いたデータセットを構築・公開した。さらに、このデータセットを参照して360度映像と空間音響を対話的に視聴・体験できるWeb360squareアプリケーションを開発した。
ビルディングデジタルツインの文脈では、BIMの排他的かつ静的な性質に起因する課題に対処するため、Webベースの BIMプラットフォームを設計・実装した。また、ウェアラブルデバイスや没入型テクノロジーの普及を踏まえ、ユーザー中心のセキュリティを重視した信頼できるインターリアリティのためのシステムアーキテクチャを探求した。野球の審判支援システムの構築により、会場のインフラに依存せずにチャレンジシステムを実現し、複数のカメラ映像を用いて自動的に判定を下すことで、人間の審判と自動審判の両方をサポートすることを目指している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これらの研究成果は、デジタルツインの構築と活用に向けた重要な知見を提供するものである。プロジェクトは、5Gネットワークの性能評価、オントロジーの構築、Webベースのプラットフォーム開発、ユーザー中心のセキュリティ、スポーツにおける情報技術の活用など、多岐にわたる課題に取り組み、着実に進展している。

今後の研究の推進方策

次年度は、デジタルツイン基盤をウェブベースの仕組みに変更することで、複数アプリケーション間のアクセス性とリンク可能性を向上させる。また、遠隔演奏やスポーツなどの取り組みに対象を拡張させる。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] WebRTC over 5G: A Study of Remote Collaboration QoS in Mobile Environment2023

    • 著者名/発表者名
      Nakazato Jin、Nakagawa Kousuke、Itoh Koki、Fontugne Romain、Tsukada Manabu、Esaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Network and Systems Management

      巻: 32 号: 1 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1007/s10922-023-09778-5

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Ontology for Spatio-Temporal Media Management and an Interactive Application2023

    • 著者名/発表者名
      Sone Takuro、Kato Shin、Atarashi Ray、Nakazato Jin、Tsukada Manabu、Esaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Future Internet

      巻: 15 号: 7 ページ: 225-225

    • DOI

      10.3390/fi15070225

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Federated Reinforcement Learning for the Building Facilities2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita Koki、Fujimura Shugo、Sun Yuwei、Esaki Hiroshi、Ochiai Hideya
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Omni-layer Intelligent Systems (COINS)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/coins54846.2022.9854959

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Flexible Distributed Building Simulator for Federated Reinforcement Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Fujimura Shugo、Fujita Koki、Sun Yuwei、Esaki Hiroshi、Ochiai Hideya
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Omni-layer Intelligent Systems (COINS)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/coins54846.2022.9855000

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Web-Based BIM Platform for Building Digital Twin2023

    • 著者名/発表者名
      Satoru Furuta and Jin Nakazato and Manabu Tsukada
    • 学会等名
      3rd Annual IEEE International Conference on Digital Twins and Parallel Intelligence (DTPI 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Towards a Trusted Inter-Reality: Exploring System Architectures for Digital Identification2023

    • 著者名/発表者名
      Naren Bao and Jin Nakazato and Muhammad Asad and Ehsan Javanmardi and Manabu Tsukada
    • 学会等名
      The 1st International Workshop on Internet of Realities (IoR-WS 2023) at International Conference on the Internet of Things
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Umpire Assistance System in Baseball Game2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sugizaki and Jin Nakazato and Manabu Tsukada and Hiroshi Esaki
    • 学会等名
      The 1st International Workshop on Internet of Realities (IoR-WS 2023) at International Conference on the Internet of Things
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 5Gモバイルブロードバンド下での遠隔コラボレーションの実現可能性調査2023

    • 著者名/発表者名
      中川紘輔, 中里仁, ロマン フォンテュニュ, 伊藤広記, 塚田学, 江崎浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ITS研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] デジタルツインの相互運用性向上に向けた動的事物を記述するオントロジーの設計2022

    • 著者名/発表者名
      井口和真, 塚田学, 江崎浩
    • 学会等名
      人工知能学会:セマンティックウェブとオントロジー研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] メタバースのためのメディア相互運用基盤2022

    • 著者名/発表者名
      塚田学
    • 学会等名
      Archi Future 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メタバース実現に求められるデジタルインフラの課題と要件2022

    • 著者名/発表者名
      塚田学
    • 学会等名
      Web3時代に向けたメタバース等の利活用に関する研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Wi-Fi の信号強度を用いた自律分散協調学習による広域自己位置推定2022

    • 著者名/発表者名
      杉崎勇介, 落合秀也, 江崎浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会, システム数理と応用研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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