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ウェアラブル・ユビキタスコンピューティング研究の最新動向:3.ヒューマンプローブ:人をセンサとして使う

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Academic year: 2021

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(1)■︎小特集. ウェアラブル・ユビキタスコンピューティング研究の最新動向 基 応 専 般. 3 ヒューマンプローブ : 人をセンサとして使う 戸辺義人(青山学院大学). ヒューマンプローブとは. 目標値. 制御 要素.  センサネットワークのさまざまな試みがなされる. 操作部. 制御 対象. 出力. 検出部. 中で,固定設置型のセンサではなく,移動型のセン. 図 -1 フィードバック制御. サを使うという発想が生じてきた.この発想を延長 すると,人が持ち運ぶ携帯デバイスからセンサで取. ➡➡HaaV. 得された情報が発信されたり,人が知覚したことが.  人間に情報センシング機能は要求されず,人がセ. テキストとして発信されるという形態で, 「移動型. ンサを持ち運ぶことが意味がある.図 -1 の検出部. のセンサ」が実現できると考えられる.このように. は,マイク,加速度センサといった我々がふだん「セ. 人を介して実世界の情報を収集する仕組みをヒュー. ンサ」と呼ぶ部位や部品に相当する.人が乗り物に. マンプローブと呼ぶこととする.. 乗る場合も含めるが,センシング機能を有するデバ イスを人が身に着けているというだけであり,車, バス,船,航空機に装着されたセンサを用いるモバ. 人の何を活用するのか. イルセンサとは異なり,センサ運搬者としての機能 が期待される..  北本が分類した,HaaV(Human-as-a-Vehicle), 1). HaaS(Human-as-a-Sensor) をベースに,これま.  典型的な例として,P. Zhou 等のバス到着時刻推. でに研究発表されたものおよび今後の可能性がある. 2 定システム (図 -3)を見てみる.あらかじめ,バ. ものを列挙してみる.図 -1 は,制御理論の教科書. スの路線図と携帯基地局 ID とが与えられていると. に出てくるフィードバック制御のブロック図である.. いう前提で,スマートフォン利用者の位置情報の推. この図において,検出部がセンシングであり,検. 移からバスの動きを外挿し,到着時刻を推定する.. ). 出部に人がかかわるとヒューマンプローブとなる.. 「バスに乗り込む」動作の認識は,Ubicomp コミュ. 図 -2 は,HaaV,HaaS をさらに分類してみたもの. ニティで長年に渡り培われてきた加速度信号に頼ら. である.. ず,バス乗車時の IC カードをタッチする音から識 Human-as-a-Vehicle. ヒューマン プローブ. 乗り物の状態のセンシング 環境センシング. Human-as-a-Sensor. 視聴覚で得られた結果のテキスト・声出力. 生体センシング (神経活動). 間接的 心拍・脈波 直接的. 858. 情報処理 Vol.56 No.9 Sep. 2015. 図 -2 ヒューマンプローブの分類.

(2) 3 ヒューマンプローブ : 人をセンサとして使う. 別する.加速度信号は, バス乗車か電車乗車かの. Sharing user. 区別にのみ用いる.多く. Celltower Seq. Audio Signal. の人がさまざまな場所で 乗車し,下車する.そう した多くの人の移動軌跡. Backend server. Online processing Celltower Seq. Matching. Celltower Seq. Database. Bus Classification. Bus Detection Pre-survey. から,バスそのものの動. Arrival Time Prediction. Pre-processing. きをみるということにな. Return result. る.人はこのスマートフ. Send request. ォンを運ぶところに意義. Bus Stop & Interested Route. がある.  別の例として,筆者ら が進めている YKOB. 3). Querying user. で. は,自転車を運転する人. 図 -3 バス到着時刻予測システム構成図. 2). が装着するスマートフォ ンの加速度信号から体の 動きと路面状態を分離し て,路面状態を抽出する (図 -4) .NoiseMap. ☆1. は,. Independent⦆Signals ◦ Observed⦆Signals. 置情報と関連付けること. ). x2. S1. 騒音レベルを録音し,位. ). (. ◦ Mixing⦆Matrix. 市民がスマートフォンで. x3 x1. S2. により,市内の騒音マッ プを作成するものである.. ➡➡ HaaS. (. 図 -4 自転車走行を利用した路面状態抽出. 3).  HaaS で は, 図 -1 の フィードバックループにある検出部は「人」となる.. を市民が出す.同様の取り組みとして,薄井らのグ. 簡単な例を挙げると,人が見たもの,聞こえてきた. ループでは,日常生活の中で気づいたことを声とし. もの,つまり,視覚,聴覚で捉えられたものがテキ. てスマートフォンに録音したものを収集する. ストとして発信される.発信の手段は,マイクロブ. うした例では人の解釈がなされていることにより,. ログであったり,Web 入力であったり,形態はま. 生活に密着した情報収集が可能となる.. ちまちであるが, 「人」による解釈が加えられた情.  さて,このように人がテキスト化するあるいは声. 報が出てくる.NoiseMap では,マイクで拾われた. として発することにより実世界情報を収集するとい. 音の強さであるのに対し,ニューヨーク市が提供す. うことは,そのほか,多くの提案がなされており,. 「騒音がうるさい」といった苦情 る NYC311 には,. 確かに人の情報処理能力に頼るアプローチであるが,. ☆ 1. Schweizer, I., Bärtl, R., Schulz, A., Probst, F. and Mühlhäuser, M. : NoiseMap - Real-time Participatory Noise Maps, Proc. of PhoneSense 2011(2011).. ☆ 2. ☆2. .こ. 薄井智貴,森川高行,剱持千歩,本丸勝也:市民の身近な気づき を音声でスマートに集める「アクティブ・プローブ」の開発,FIT 2013(2013).. 情報処理 Vol.56 No.9 Sep. 2015. 859.

(3) ■︎小特集. ウェアラブル・ユビキタスコンピューティング研究の最新動向  . 人の感じる力は視覚,聴覚以外からも引き出せる可 能性がある.こうした例では,検出部の出す結果が. 結局は人が感じるから. 次の操作部で用いられるのに,時間・日・月という.  再度,制御システムに話を戻す.モータ制御の例. オーダで十分であった.それに対して,秒・分単位. をとっても,センサ,アクチュエータに人の介在す. での制御ループに人のセンシング能力を組み込んで. るところはない.一方,ユビキタスコンピューティ. もよい.それには,テキストや声となる前の信号と. ング/ウェアラブルコンピューティングでは,人の. して取り出す必要がある.そうすると,人体を直接. 生活空間を扱っているので,人にとっての快適性が. センシングするという方法が考えられる.人体のセ. 意味を持ち,ヒューマンプローブの価値が出てくる.. ンシングは,一般にはヘルスケアという観点で実施 されるが,ヒューマンプローブではフィードバック ループにある検出部として位置づけられる.  たとえば,部屋の空調制御をする場合,快適か不 快かと感じるのは人であるので,温度計よりも人が 良いセンサということになる.その際,皮膚表面の 体温ではなく,心電・脈波の LF/HF(低周波領域と 高周波領域 のパワー値の比)解析に基づいて自律神 経系の活動を推定したり,さらに,深部体温の恒常 性維持. 4). を目的とするのであれば,脳血流も含め. た計測の意義が出てくる.. 参考文献 1)北本朝展:センサデータとソーシャルメディアの統合による リアルタイム状況認識の可能性,「ヒューマンプローブの新た な展開」シンポジウム資料(Nov. 2012). 2) Zhou, P., Zheng, Y. and Li, M. : How Long to Wait ? :. Predicting Bus Arrival Time with Mobile Phone based Participatory Sensing, IEEE Trans. on Mobile Computing, Vol.13, No.6, pp.1228-1241(June 2014). 3 ) Tobe, Y., Usami, I., Kobana, Y., Thepvilojanapong, N., Takahashi, J. and Lopez, G. F. : vCity Map : Crowdsensing towards Visible Cities, Proc. of IEEE Sensors(Nov. 2014). 4) 片桐祥雅 : 深部センサ,クラウド時代のヘルスケアモニタリ ングシステム構築と応用(板生清監修)pp.77- 84(Sep. 2012). 5)Gheorghe, L., Chavarriaga, R. and Millán, J. R. : Steering Timing Prediction in a Driving Simulator Task, 35th Annual Int. Conf. Eng. in Medicine and Biology of the IEEE, EMBC, pp.6913-6916(2013). (2015 年 6 月 10 日受付).  この議論をさらに人体内部へ進めると,抹消神経 系の感覚器の変化や,中枢神経系の信号を取り出す アプローチも考えられる.実際,自動運転支援を目 的として,大脳の補足運度野にて人が実際に行動 を起こす前に現れる緩変動脳波を非侵襲 EEG(Elec-. troencephalogram)で 観 測 す る 研 究 が な さ れ て いる 5 . ). 860. 情報処理 Vol.56 No.9 Sep. 2015. 戸辺義人(正会員) [email protected] センサネットワークを用いた都市センシングの後,人の行動を利 用した参加型センシングの研究を進めている.2012 年から青山学院 大学理工学部情報テクノロジー学科教授..

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