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VNA: 仮想情報家電の実現に向けて

4B-01. VNA: 仮想情報家電の実現に向けて. 大越　匡 中澤仁 田村陽介 望月祐洋 戸辺義人 徳田英幸 慶應義塾大学大学院 政策・メディア研究科 slash@ht.sfc.keio.ac.jp. 情報処理学会 第 59 回 ( 平成 11 年度後期 ) 全国大会 1999/9/30. 研究概要 : V irtual N etwork A ppliance. 仮想情報家電 (VNA) 計算機、情報家電、携帯端末、センサ等の環境 機器が提供する 機能を 単位とした協調動作の実現 アプリケーション構築手法 仮想化機器アプリケーション

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VNA: 仮想情報家電の実現に向けて

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  1. 4B-01 VNA: 仮想情報家電の実現に向けて 大越　匡中澤仁 田村陽介 望月祐洋 戸辺義人 徳田英幸 慶應義塾大学大学院 政策・メディア研究科 slash@ht.sfc.keio.ac.jp 情報処理学会 第59回(平成11年度後期)全国大会 1999/9/30

  2. 研究概要: Virtual Network Appliance • 仮想情報家電 (VNA) • 計算機、情報家電、携帯端末、センサ等の環境 • 機器が提供する機能を単位とした協調動作の実現 • アプリケーション構築手法 • 仮想化機器アプリケーション • 創造的機器アプリケーション

  3. 1.背景と問題点 2.VNA概要 特長 VNA構築アプローチ 3.VNAアーキテクチャ 想定環境 システム構成 4.VNA構築事例 　“Virtual VCR” 　“Virtual教室用マルチテレビデオ” 関連研究 実装 今後の課題 まとめ 発表内容

  4. 1. 背景:Networked Appliance • 家電から情報家電へ • 計算機の高機能化、低価格化　(PC→家電) • Networked Appliances • 有線、無線ネットワーク技術の発達Bluetooth, IEEE1394, USB, 無線LAN等 • 情報家電から構成されるHome Network環境 • PnP: Jini, HAVi, UPnP

  5. 問題点 • 機器単位の連携にとどまるアプリケーション • 潜在的に連携可能な、機能群の組み合わせの容易な実現 • （前のスライドとこのスライド、jinのpptからのものとすり返る予定)

  6. 2. VNA概要 • 物理機器を提供する機能単位へ分解 • ネットワークに散在する物理機器の機能もしくは部分機能を組み合わせる • 複合機能を持った仮想情報家電(VNA)の実現

  7. 映像再生機能 音声再生機能 TVチューナー機能 映像再生機能 TVチューナー機能 音声再生機能 データ保存機能 データ読込機能 データ読込機能 コントローラUI タイマー機能 ビデオ再生VNA“Virtual VCR” 音声再生機能 音声取込機能 音声再生機能 映像再生機能 ... 物理機器 機能部品 仮想情報家電(VNA) TV VCR Telephone PC

  8. 映像再生機能 音声再生機能 TVチューナー機能 映像再生機能 TVチューナー機能 音声再生機能 データ保存機能 データ読込機能 データ読込機能 コントローラUI タイマー機能 ビデオ再生VNA“Virtual VCR” 音声再生機能 音声取込機能 音声再生機能 映像再生機能 ... 物理機器 機能部品 仮想情報家電(VNA) TV VCR Telephone PC

  9. 動作の動的適応 VNAを構成する各機能の組み合わせの変更 利用者ごとのカスタマイズ コントローラUIにおけるカスタマイズ 同一物理機器を、利用者ごとに論理的に異なる仮想情報家電として提供 (1)熟練ユーザ向けV-VCR(2)おばあちゃん向けV-VCR 映像再生機能 音声再生機能 データ読込機能 コントローラUI ビデオ再生VNA“Virtual VCR” VNAの特長(1)

  10. 特長(2) VNA構築アプローチ • (1) 既存機能の展開 • 仮想化機器アプリケーション • (2) 新規機能の生成 • 創造的機器アプリケーション

  11. 映像再生機能 音声再生機能 データ読込機能 コントローラUI Virtual VCR (1)既存機能の展開としてのVNA • 仮想化機器アプリケーション (Virtual VCR) • 既存の機器を、機能の集合として仮想化 • その場に存在する多様な機器群の部分機能を組み合わせて、仮想化された機器の各機能を実現 ? ? VCR ?

  12. (2)新規機能生成としてのVNA • 創造的機器アプリケーション • 予想される利用者の利用モデルを元に • 既存の家電機器にとらわれない、新しい情報家電機器としてのVNA • 例: Virtual教室用マルチテレビデオ ? 入力機能 利用モデル 画面表示機能 画面表示機能 ? 画面表示機能 xxx機能 ?

  13. 例: Virtual教室用マルチテレビデオ • 背景: ネットワークを利用した在宅遠隔授業 • 先生 x 1, 学生 x n (教室+在宅) • 「先生とn人の学生が、各自ネットワーク接続されたPCを携帯し、先生のPCの画面を全員で共有閲覧できる機器」 • 機能構成: 入力機能(Kbd, Mouse) x 1画面表示機能 x (n + 1)

  14. 3. VNAアーキテクチャ • 想定環境 • 物理デバイス • ネットワーク環境 • システム構成 • “Serdget” • Composite Serdget

  15. 想定環境(1) • 物理デバイス • ネットワーク or 計算機に接続可能な計算機、情報家電、センサ、コントローラ等 • (1)JavaVM 搭載型デバイス • PC, PDA, 情報家電 • VNAのソフトウェア環境が動作 • (2)JavaVM 非搭載型デバイス • 小型センサ, その他の小型デバイス • VNAソフトウェア環境は、ネットワーク上の他のJavaVM搭載型デバイス上で動作

  16. 想定環境(2) • ネットワーク環境 • 多様なL1～L4プロトコル環境 • L1, L2... Ethernet, IEEE1394, IrDA • L3, L4... TCP/IP, IEEE1394-Transport, IrDA • VNAコンポーネント間通信機構によるL1～L4の隠蔽⇒デバイスからの透過的なネットワーク利用

  17. Palm VNAソフトウェア動作環境 Java 仮想マシン PC ネットワークプロトコル 物理デバイス VNA Software Env. JavaVM IEEE1394 IrDA TCP/IP (IEEE1394) A/V PC VNA Software Env. VNA Software Env. JavaVM JavaVM IEEE1394 COM TCP/IP (IrDA) (Ethernet) PDA Sensor VNA Software Env. 72 JavaVM ℃ IrDA (Serial) COM

  18. VNAアーキテクチャ　システム構成 • VNAコンポーネント • “Serdget”/ Composite Serdget • VNAコンポーネント間通信 • VNAサービスインターフェース

  19. Speaker VCR Network VNAコンポーネント・物理デバイスやソフトウェアコンポーネント・ネットワークに対してその機能あるいは部分機能　を提供 Video ScreenWindow User’s Host

  20. Speaker Serdget Runtime Serdget Runtime Serdget Runtime Serdget Runtime VCR Network Serdget・VNAコンポーネントを管理するソフトウェア　モジュール・Serdget環境上で実行 Video ScreenWindow User’s Host

  21. Speaker Serdget Runtime Serdget Runtime Controller GUI データ読込機能 音声再生機能 映像再生機能 Container Serdget Runtime Serdget Runtime VCR Network Video ScreenWindow User’s Host

  22. Speaker VCR Network Serdget Runtime Serdget Runtime Video ScreenWindow Controller GUI データ読込機能 音声再生機能 映像再生機能 Container Serdget Runtime Serdget Runtime User’s Host

  23. Speaker VCR Network Serdget Runtime Serdget Runtime Video ScreenWindow Controller GUI データ読込機能 音声再生機能 映像再生機能 Container Serdget Runtime Serdget Runtime User’s Host

  24. Serdget (Service + Widget) • VNAコンポーネントを管理するソフトウェア ・ユーザインターフェース・サーバ側スタブの遠隔参照 サーバ側スタブ クライアント側スタブ 移送 制御 Serdget Runtime Serdget Runtime 利用者側計算機 VNAコンポーネント(又は接続された計算機)

  25. Composite Serdget • Serdgetコンテナを利用して複数Serdgetを組み合わせて構築 • VNAのソフトウェア的実体機能を提供するVNAコンポーネントでもある Controller GUI データ読込機能 音声再生機能 映像再生機能 Container

  26. Generative Option • Composite Serdget構築時点では動作時の構成Serdget数が不確定な場合(例: Virtual教室用マルチテレビデオ) • 動作時にSerdgetを動的生成 動作時 構築時 入力機能 画面表示機能1 入力機能 画面表示機能2 画面表示機能 ... ..... Opt. 画面表示機能n

  27. VNA構築事例1: Virtual VCR • 機能構成 • 利用手順

  28. Speaker VCR Network Media Data Serdget Runtime Serdget Runtime Video ScreenWindow Controller GUI データ読込機能 Control 音声再生機能 映像再生機能 Container Serdget Runtime Serdget Runtime User’s Host

  29. VNA構築事例2: Virtual教室用マルチテレビデオ

  30. Media Data 描画情報出力 VNA Architecture ・VNA Environment ・VNA Component ・VNA Network 画面描画 Controller GUI VNA 描画情報出力機能 入力送信 画面描画機能 入力受信 入力送信機能 Serdget Runtime 教師 入力受信機能 Control 1 描画情報出力 2 描画情報出力機能 VNA Architecture ・VNA Environment ・VNA Component ・VNA Network ........ 画面描画 画面描画機能 VNA 入力送信 入力送信機能 入力受信 入力受信機能 Serdget Runtime 在宅学習者1

  31. 関連研究 • Plug & Play: Jini, UPnP, HAVi • Plug & Play仕様と補完関係 • CUES[Kangas 99] • Ad-Hoc Mobile Service[Hodes 97] • 利用者の形態端末から、移動先環境での機器を制御 • Possession System [Mochizuki 99] • SoulとBody, “Possess”動作

  32. 実装 • Possessionモデル[Mochizuki99]に基づくプロトタイプシステムの実装

  33. 今後の課題 • 利用可能なサービスおよび機能の動的変化の中でのVNA生成、動的適応 • 動的変化に対応したディレクトリサービス • Serdget動的切り替え機構

  34. まとめ • 「物理機器単位での接続」を超える、「機能単位での協調動作」としての仮想情報家電(VNA) • Serdget / Composite Serdget • 新しいアプリケーション構築手法の提案 • 仮想化機器アプリケーション • 創造的機器アプリケーション

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