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2014 年度 実績報告書

センサーソフトウェア工学の確立に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25280026
研究機関早稲田大学

研究代表者

深澤 良彰  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30120934)

研究分担者 白銀 純子  東京女子大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (00329161)
高橋 竜一  早稲田大学, 付置研究所, 助教 (10547061)
鄭 顕志  国立情報学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 助教 (40434295)
鷲崎 弘宜  早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (70350494)
清水 遼  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (90707382)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
キーワードソフトウェア工学 / センサー / MDD / プロダクトライン / センサーソフトウェア / アクチュエータ / モデル駆動開発
研究実績の概要

センサー技術・アクチュエータ技術の発達により、物理世界と密に連携したアンビエントシステムを実現する基盤が整いつつある。このようなシステムは、不具合が生じた場合の社会的な影響が大きいため、従来のシステムと比べて、より高い信頼性が求められる。従って、高信頼なアンビエントシステムを実現するための開発手法を研究する必要性は高い。
本研究では、センサーを利用した各種のアプリケーション・ソフトウェア(以下、センサーソフトウェアと呼ぶ)に適用ドメインを限定した場合に、どのようなソフトウェア工学的手法が有効であるかを究明するとともに、センサーソフトウェアの開発に有効なソフトウェアについての研究を進め、公開することを目的としている。
本研究では、ソフトウェア自動生成技術としては、システム開発の設計記述表現にコンピュータが解釈可能な「モデル」を採用することで高品質のソフトウェアを実現しようとするモデル駆動開発(MDD: Model-Driven Development)技術に焦点を絞る。
センサーソフトウェア開発者は、データ計測、データ処理を複数のセンサーノードが存在するネットワーク上での分散処理として実現する必要がある。すなわち、アプリケーション全体で実現するデータフローを個々のセンサーノードの振舞いとして分割して実装する必要がある。しかし、個々のセンサーノードの振舞いを実装するためには、センサーノード間の通信、センサーノードへのタスクの割当てを決定する必要があり、データフローとセンサーノードの振舞いとの間に乖離が存在する。この乖離による困難さを低減するため、データフローからセンサーノードの振舞いを段階的に決定可能なモデル駆動開発の研究を行なった。

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

本年度は、下記の多段階モデル駆動開発に関する研究に注力した。具体的には、以下の通りである。センサーソフトウェア開発者は、アプリケーション全体で実現するデータフローを個々のセンサーノードの振舞いとして分割して実装する必要がある。しかし、個々のセンサーノードの振舞いを実装するためには、センサーノード間の通信、センサーノードへのタスクの割当てを決定する必要があり、データフローとセンサーノードの振舞いとの間に乖離が存在する。この乖離による困難さを低減するため、データフローからセンサーノードの振舞いを段階的に決定可能なモデル駆動開発の研究を行った。
この結果は、下記に掲載された。
Kenji Tei, Ryo Shimizu, Yoshiaki Fukazawa and Shinichi Honiden, “Model-Driven-Development-based Stepwise Software Development Process for Wireless Sensor Networks”, IEEE Transactions on System, Man, and Cybernetics: Systems (TSMC), Vol.45, No.4, pp.675-687, Jan. 2015.
DOI:10.1109/TSMC.2014.2360506 2014.

今後の研究の推進方策

今年度は、前述の多段階決定可能なモデル駆動開発の研究を深化させるとともに、センサーソフトウェアに関するプロダクトラインについての研究を進める。
大規模かつシステマティックなソフトウェア部品の再利用方式として着目をされているプロダクトライン方式のソフトウェア開発に対して、我々は、既存のソフトウェアからのプロダクトラインの構成法、最適なコアアセットの表現法、明確なスコーピング手法の確立などについての研究を行い、その有効性を検証してきた。本研究においては、この成果を活かし、上記で開発された種々の再利用部品を、プロダクトラインとして一体化し、その利用支援システムを構築することで、利用者に提供していく。また、この過程において得られる知見をまとめていく。

次年度使用額が生じた理由

現在、論文執筆中であり、この論文の英文校閲等のために、それに相当する金額を残していた。しかし、論文に掲載する予定のデータの収集が終わらず、英文校閲に出すことができずに、その金額を次年度に廻すこととした。

次年度使用額の使用計画

上記の論文は、ほぼ完成しており、投稿先の国際会議を再度考え直し、校閲に出した後、投稿することを予定している。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Model-Driven-Development-based Stepwise Software Development Process for Wireless Sensor Networks2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Tei, Ryo Shimizu, Yoshiaki Fukazawa and Shinichi Honiden
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on System, Man, and Cybernetics: Systems (TSMC)

      巻: 45-4 ページ: 675-687

    • DOI

      10.1109/TSMC.2014.2360506 2014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Validating Security Design Pattern Applications by Testing Design Models2014

    • 著者名/発表者名
      Takanori Kobashi, Nobukazu Yoshioka, Haruhiko Kaiya, Hironori Washizaki, Takano Okubo and Yoshiaki Fukazawa
    • 雑誌名

      International Journal of Secure Software Engineering (IJSSE)

      巻: 5-4 ページ: 1-30

    • DOI

      10.1109/ARES.2013.13

    • 査読あり
  • [学会発表] Introducing Software Reading Techniques into Pattern Writer’s Workshop: Checklists and Perspectives2015

    • 著者名/発表者名
      Hironori Washizaki, Tian Xia and Yoshiaki Fukazawa
    • 学会等名
      Proceedings of the 4th Asian Conference on Pattern Languages of Programs (AsianPLoP 2015)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-03-05 – 2015-03-07
  • [学会発表] Support of Scenario Creation by Generating Event Lists from Conceptual Models2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta Goto, Shinpei Ogata, Junko Shirogane, Takako Nakatani and Yoshiaki Fukazawa
    • 学会等名
      Proceedings of the third International Conference on Model-Driven Engineering and Software Development (MODELSWARD 2015)
    • 発表場所
      Angers, France
    • 年月日
      2015-02-09 – 2015-02-11
  • [学会発表] メトリクスと閾値による保守性・再利用性評価式の作成・更新プロセス2015

    • 著者名/発表者名
      津田直彦, 高田正樹, 鷲崎弘宜, 深澤良彰, 杉村俊輔, 保田裕一朗, 二上将直
    • 学会等名
      情報処理学会ソフトウェア工学研究会ウィンターワークショップ2015・イン・宜野湾
    • 発表場所
      沖縄、日本
    • 年月日
      2015-01-22 – 2015-01-23
  • [学会発表] 保守性・再利用性の低いファイル予測:プロジェクトに合わせた最適化の枠組み2014

    • 著者名/発表者名
      津田直彦, 高田正樹, 鷲崎弘宜, 深澤良彰, 杉村俊輔, 保田裕一朗, 二上将直
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会 第21回 ソフトウェア工学の基礎ワークショップ FOSE 2014 in 霧島
    • 発表場所
      鹿児島、日本
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [学会発表] A Tool to Suggest Similar Program Element Modifications2014

    • 著者名/発表者名
      Yujiang Yang, Kazunori Sakamoto, Hironori Washizaki, and Yoshiaki Fukazawa
    • 学会等名
      Proceedings of the 21st Asia-Pacific Software Engineering Conference (APSEC 2014)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-04
  • [学会発表] Detect low maintainability and reusability files: framework for optimal prediction in consideration of a project2014

    • 著者名/発表者名
      Naohiko Tsuda, Masaki Takada, Hironori Washizaki, Yoshiaki Fukazawa, Shunsuke Sugimura, Yuichiro Yasuda and Masanao Futakami
    • 学会等名
      Proceedings of the 6th International Workshop on Empirical Software Engineering in Practice (IWESEP 2014)
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-13
  • [学会発表] Toward A Portability Framework with Multi-Level Models for Wireless Sensor Network Software2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Shimizu, Kenji Tei, Yoshiaki Fukazawa and Shinichi Honiden
    • 学会等名
      Proceedings of the 2014 International Conference on Smart Computing (SMARTCOMP 2014)
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-05
  • [学会発表] Supporting Model Transformation Developments with Multi-Level Models: A Wireless Sensor Network Case2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Shimizu, Kenji Tei, Yoshiaki Fukazawa and Shinichi Honiden
    • 学会等名
      Proceedings of the the 11th International Conference Applied Computing 2014 (AC 2014)
    • 発表場所
      Porto, Portugal
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-27
  • [学会発表] Verification of Implementing Security Design Patterns Using a Test Template2014

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Yoshizawa, Takanori Kobashi, Hiroyoshi Washizaki, Yoshiaki Fukazawa, Takao Okubo, Haruhiko Kaiya and Nobukazu Yoshioka
    • 学会等名
      Proceedings of 9th International Conference on Availability, Reliability and Security (ARES2014)
    • 発表場所
      Fribourg, Switzerland
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-12
  • [学会発表] テストテンプレートを用いたセキュリティ設計パターンの実装の適用検証2014

    • 著者名/発表者名
      芳澤正敏, 山本美聡, 鷲崎弘宜, 深澤良彰
    • 学会等名
      ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2014
    • 発表場所
      東京、日本
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-03

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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