本プロジェクトでは，スマートスペース，スマートホームの開発・テストを目的としたシミュレータUbiREALの開発を行っています．UbiREALシミュレータは，3D仮想空間への多数の情報家電やセンサの設置，それらデバイス間の無線・有線通信，デバイスの動作状況の可視化，仮想ユーザの移動や空間内物理量（気温，湿度など）の変動など現実空間に近いコンテキストの再現，等を行うことが可能です．また，UPnP（ユニバーサルプラグアンドプレイ）に準拠して作成された実デバイス用の制御ソフトウェア，通信プロトコルをソースコードレベル互換で実行でき，仮想空間に設置されたデバイスの一部を実デバイスに割当，同期させながら実行することも可能です．UbiREALシミュレータにより，新たな情報通信デバイスや大規模なスマートスペースアプリケーションのプロトタイピングが可能になり，開発効率・信頼性を高めることが可能です．

UbiREAL概要ポスター(pdf)

UbiREALは仮想的に構築したスマートスペースを模擬実行するためのシミュレータです．スマートスペースでは，空間に多数の情報通信デバイスおよびセンサが埋め込まれ，利用者の位置や状況，好み，周辺の環境がセンシングされ， それらの情報（コンテキスト）に従って，利用者が快適となるよう各種デバイスを制御されます．スマートスペースは私たちの生活に密接に関わってくるため，各種ソフトウェア/ハードウェアは起こりうる様々な状況において，予期したとおりに，かつ，安全に動作するよう設計・開発されなければなりません． しかし，動作の正しさを現実空間においてテストするためには，高価なテストベッドの構築と，そこで起こりうる様々なコンテキストの再現を行う必要があります．この問題を軽減し，スマートスペースの開発を効率化するため，UbiREALシミュレータは，(1) 仮想空間上でのテストベッド構築支援機能（ＧＵＩ），(2) 仮想空間内でデバイス間を通信させる機能（ネットワークシミュレータ），(2) 物理量変動など様々なコンテキストを再現する機能（物理量シミュレータ），(4) 動作の様子を可視化する機能（可視化機能）を提供します．

UbiREALにより構築した3D仮想空間の様子

UbiREALは3D仮想空間上でアプリケーションソフトウェアの動作を現実世界そっくりにシミュレートすることができます． UbiREALのGUIを用いてVRMLなどで作成した3Dオブジェクトを空間内の任意の位置に設置できます．また，可視化機能を用いて，ランプがつく様子や，ＴＶがビデオを表示する様子などデバイスの動作状況を3Dアニメーションにより再現します．

GUIを用いたアバタの移動軌跡の設定	デバイス間ネットワークの可視化

UbiREALのＧＵＩでは，静止オブジェクトに加え，移動オブジェクトを仮想空間内に設置することが可能です．例えば，空間内を移動する仮想ユーザ（以後，アバタと呼びます）について，図のように軌跡，移動速度などを設定することで，シミュレーション中にユーザを登場させることが可能です．アバタなどの移動オブジェクトをデバイスとみなし，デバイス制御用ソフトを対応づけて実行することで，RF-IDタグとリーダの通信などデバイス間の距離の変化を反映した通信状況やユーザの位置といったコンテキストの再現を実現しています．

UbiREALのネットワークシミュレータでは，仮想空間に設置されたデバイス間の距離，遮蔽物などの影響を考慮して，デバイス間の通信をシミュレートします．実デバイス用に開発されたソフトウェアを再コンパイルするだけでシミュレータで用いることができる機能や，シミュレーション空間内の仮想デバイスと，実空間に設置した実デバイス間の実時間通信機能をサポートします．また，デバイス間の接続・通信状況を確認するためのNS Visualizer を開発しています．ネットワークシミュレータは，UPnP準拠のプロトコル（SOAP，SSDP），TCP/UDPなどのプロトコルを標準でサポートしています．下位層のプロトコルについては，OSPF，AODVなどのルーティングプロトコル，IEEE 802.11，ZigBee，Bluetoothをサポートする予定です．

UbiREALの物理量シミュレータは，エアコンなど，空間内の物量の変化に影響を与えるデバイスが動作したときに，物理学の法則に基づき，仮想空間上での様々な物理量の時間的変化をシミュレートします．気温，湿度，明るさ，音量，電磁波など様々な物理量をサポートします（このうち現在は，気温変化のみ実装されています）．

UbiREALシミュレータは仮想テストベッド（空間の変化，デバイス間の通信，デバイスの動作状況の可視化）を提供するものであり，コンテキストに従ってデバイスを制御するには，別途アプリケーションが必要になります．私たちは，ルールベースでデバイスを制御するためのCADELと呼ばれるフレームワークを提案しており，UPnPに対応したアプリケーションを開発しています．UbiREALでは，CADELに限らず，サポートしている通信プロトコルを使っているアプリケーションであれば，どんなアプリケーションでも実行可能です．

• demo_movie.mpg
• CADELフレームワークを使ってルールベースのアプリケーションを構築し，UbiREALで実行したときのデモムービーです．
• 本デモでは，仮想ユーザとしてアリスとデイブの2人が登場し，それぞれのユーザの好みとして以下のルールを設定しています．

  	アリスが入室時	デイブが入室時
  ライト	薄暗く	明るく
  TV	音楽チャンネル	スポーツチャンネル
  ステレオ	TVの音声を流す	OFF
  エアコン	28℃に設定	24℃に設定
  扇風機	OFF	ON

  *全てのルールにおいて，2人が同時に部屋に居るときの優先度はデイブの方が高くなるように設定しています．

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* 奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科
** 滋賀大学経済学部情報管理学科

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国際会議

1. Nishikawa, H., Yamamoto, S., Tamai, M., Nishigaki, K., Kitani, T., Shibata, N., Yasumoto, K., and Ito, M.:
   UbiREAL: Realistic Smartspace Simulator for Systematic Testing, Proc. of the 8th Int'l Conf. on Ubiquitous Computing (UbiComp2006), LNCS4206, pp. 459-476 (Sep. 2006). [PDF]
2. Tamai, M., Shibata, N., Yasumoto, K. and Ito, M.: Network Simulation Architecture for Smartspace, Proc. of 2006 System Support for Ubiquitous Computing Workshop (UbiSys2006) (Sep. 2006).

研究会

• 西川 博志，山本 眞也，玉井 森彦，西垣 弘二，木谷 友哉，柴田 直樹， 安本 慶一，伊藤 実：
  スマートスペースシミュレータUbiREALの提案， マルチメディア，分散，協調とモバイルシンポジウム(DICOMO 2006)論文集，pp.945-948，(July 2006). [PDF]

• 玉井 森彦，柴田 直樹，安本 慶一，伊藤 実：
  スマートスペースを対象としたデバイス間通信シミュレータの開発， マルチメディア，分散，協調とモバイルシンポジウム(DICOMO 2006)論文集，pp. 689-692，(July 2006). [PDF]

• 西川 博志，山本 眞也，玉井 森彦，西垣 弘二，木谷 友哉，柴田 直樹，安本 慶一，伊藤 実：
  系統的なテストを可能にするユビキタスアプリケーションシミュレータの提案， 第36回モバイルコンピューティングとユビキタス通信・第10回ユビキタスコンピューティングシステム合同研究会，pp.239-244， (February 2006).

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奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科
安本慶一 (associate professor)
E-mail: yasumoto＠is.naist.jp　(＠を半角に変更してください)

〒630-0192 生駒市高山町8916-5
電話：0743-72-5251
FAX：0743-72-5259

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• 現実世界の人・車の移動パターンの再現機能を持つネットワークシミュレータMobiREAL
• 奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科ソフウェア基礎学講座

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