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多様なユースケースに対応可能なユーザ参加型モバイルセンシング基盤の実装と評価（DICOMO 2016）
- 1. 多様なユースケースに対応可能な ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の実装と評価 奈良先端科学技術大学院大学 ユビキタスコンピューティングシステム研究室 ◎ 松田 裕貴 荒川 豊 安本 慶一 マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム
- 2. 目次 • 研究背景 • 関連研究と本研究の課題 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の提案 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の実験・評価 • ディスカッション • まとめ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 2 • 研究背景
- 3. ユビキタスコンピューティングの浸透 マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 3 人や環境の状況 測定（センシング） 理解（データ解析） 還元（レスポンス） 快適な生活などに寄与
- 4. 効率のよいセンシングが必要？ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 4 人や環境の状況 測定（センシング） 理解（データ解析） 還元（レスポンス） 快適な生活などに寄与 大量の 情報発生源 大量の センシング対象 街に拡大すると……？ 測定（センシング） 理解（データ解析） 重 要 ！
- 5. 都市の環境を理解するための手法 • 設置型センサを用いたもの – センサネットワーク – 設置型 IoT • 行政や企業による都市調査 – 行政（国土地理院等）：道路情報、環境情報 – ゼンリン ：地図情報（建物・道路の新設・取壊し等） マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 5 設置コスト ： 高 → 網羅性に難あり 調査の間隔 ： 長 → リアルタイム性に難あり
- 6. Human Probe ／ ユーザ参加型センシング Human Probe： ユーザによる計測 ユーザが日常生活で利用する 端末から情報を収集する マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 6 ユーザ参加型 センシング リアルタイム性・網羅性に利点 街中にいる人々
- 7. ユーザ参加型センシングの活用例（電波データ） • OpenSignal ＊ – 一般ユーザが現在地点の電波状況を報告 – データ解析 → 世界規模の電波状況を整理・可視化 ＊ OpenSignal, Inc, “Opensignal,” http://opensignal.com/ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 7
- 8. ユーザ参加型センシングの活用例（動画） マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 8 • 桜センサー ＊ – 車載スマートフォンで動画を撮影、解析、桜の開花状況を報告 ＊ 前中 省吾 他：「桜センサ：車 載スマートフォンを用いた桜開 花状況の収集・共有システム」, 情報処理学会論文誌, 2016
- 9. ユーザ参加型センシングの活用例（照度センサ） マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 9 • 街灯これくしょん ＊ – スマートフォンを持ち歩いた際の照度変化を収集、解析することで、 夜道における街灯の明るさを推定、夜道の安全性を判定 ＊ 松田 裕貴 他：「スマートフォ ン搭載照度センサの集合知によ る網羅的な街灯情報収集システ ムの開発」, 情報処理学会論文誌, 2016
- 10. ユーザ参加型センシングの抱える課題 1. センサデータの校正・解析 – 各センサごとに精度が違う – 悪意のあるデータの混入 1. サステナビリティ – ユーザのモチベーションの不足 – ユーザの離脱 2. システム構築・運用コスト – 各モジュールが再利用できていない – システムの実装コスト・導入コストが高い マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 10 独自のシステムを ゼロから作る必要がある 増えるセンシング需要・ 多様化するセンシング端末 に対応できない！ 将来的に… 共通部分が 多い システムごとに アプリインストールが必須
- 11. 目次 • 研究背景 • 関連研究と本研究の課題 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の提案 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の実験・評価 • ディスカッション • まとめ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 11
- 12. 関連研究 - Ohmage マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 12 ◎ アンケートベースの参加型調査 ◎ GPSデータ等の基本的なセンサ ◎アプリ作成・収集・可視化 △ 環境データ収集のタスクは実施不可 △ モチベーションを与える機構が不足
- 13. 関連研究 - AWARE マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 13 ◎ プラグインベースのアプリ作成基盤 ◎ iOS, Android のアプリを生成 ◎ 解析支援ツールを提供 △ シンプルなロガーに留まっている △ モチベーションを与える機構が不足
- 14. 関連研究 - LiveLabs マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 14 ◎ GUIベースのシステム生成支援 ◎ iOS, Android のアプリを生成 ◎ 時間や場所、被験者等 の詳細な設定 △ モチベーションを与える機構が不足 → 金銭的インセンティブが基本となっている △ 使用するセンサの設定ができない
- 15. 目次 • 研究背景 • 関連研究と本研究の課題 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の提案 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の実験・評価 • ディスカッション • まとめ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 15
- 17. ユーザ参加型モバイルセンシング基盤のアイデア マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 17 モジュールベースのセンシングシステム構築・運用基盤 センシングシナリオ モチベーション生成シナリオ 新規実装・再利用 が容易に 設定の異なる 同一アプリを構築可能 各シナリオの「モジュール化」+「組合せ」によるシステム構築
- 18. ユーザ参加型モバイルセンシング基盤のコンセプト マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 18
- 19. ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の設計（全体像） マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 19 GUIによる ユーザ参加型センシング アプリの実装・運用
- 20. アプリ作成システム マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 20 センサを自由に組換え可能 （センシングシナリオ） ゲーミフィケーションも 組換え可能 （ゲーミフィケーションシナリオ）
- 21. ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の設計（全体像） マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 21 アプリごとに 内部システムを起動 （各々独立サーバとして機能）
- 22. センシング基盤の実装（MQTTサーバ） マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 22 ユーザが利用している アプリごとに自動振り分け センシング・ゲーミフィケーション シナリオに従った処理・情報配信 内部システム を管理 自動で 内部システムを 構築・起動 ユーザがデータを アップロード
- 24. 目次 • 研究背景 • 関連研究と本研究の課題 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の提案 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の実験・評価 • ディスカッション • まとめ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 25
- 25. ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の実験概要 • システムの性能の評価 – 実装容易性 – 運用性能 – スケーラビリティ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 26
- 26. センシング基盤の実装容易性評価 • システム構築にかかる工数に基づく評価 マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 27 内訳 ファイ ル数 LOC java Activity, View（画面） 14 2,744 Gamification モジュール 10 688 共有リソース 17 18,54 小計 41 5,285 xml レイアウト定義 30 2,154 定数など 8 508 小計 38 2,662 合計 79 7,947 過去に作成した街灯照度収集アプリケーション 1,500行 / 1人月 → 5ヶ月程度の規模 センシング基盤によって 生成した 街灯照度収集アプリ GUIの操作のみ 容易な 実装 可能に
- 27. センシング基盤の運用性能評価（1） マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 28 実際のフィールドワークで検証 – 定期報告型アプリでの検証 • 被験者：12名 • 期 間：10日間 • タスク：温度計や掲示板などの 写真とセンサデータを アップロードする 計515枚の写真データおよびセンサデータの収集を行えた
- 28. センシング基盤の運用性能評価（2） マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 29 実際のフィールドワークで検証 – チェックラリー型アプリでの検証 （イベント等との連携を想定） • 被験者：10名 • 期 間：1日間 • タスク：チェックポイントの 写真とセンサデータを アップロードする 計90枚の写真・センサデータ
- 29. センシング基盤の運用性能評価（3） マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 30 実際のフィールドワークで検証 – 自由投稿型アプリでの検証 （マッピングパーティを想定） • 被験者：15名 • 期 間：25分間 • タスク：樹木のネームプレート の写真を自由に投稿 計315枚の写真・センサデータ
- 30. センシング基盤の運用性能評価のまとめ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 31 定期報告型 チェックラリー型 自由投稿型 期間 10 日 1 日 25 分 参加人数 12 人 10 人 15 人 チェックポイント数 10 40 - 収集枚数（結果） 515 枚 90 枚 318 枚 長期 短期 様々な期間・形態におけるアプリの運用が可能 → より長期的な実環境実験を行うことで検証を行う
- 31. センシング基盤のスケーラビリティ評価 ユーザ数が増大した時の性能を検証 – 仮想ユーザを生成した上での同時送信試験 • 仮想ユーザ数：300名 • 送信データ ：約 2MB マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 32 応答最大時間 約300 [sec] DB操作が ボトルネック [ms]
- 32. センシング基盤のスケーラビリティ評価 内部システムの分散化（5分割） – 仮想ユーザを生成した上での同時送信試験 • 仮想ユーザ数：500名（+200名） • 送信データ ：約 2MB マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 33 （300名時） 応答最大時間 約40 [sec] 300 約85%の改善 より細かい単位に タスクを分割し、 分散処理が必要 [ms]
- 33. 目次 • 研究背景 • 関連研究と本研究の課題 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の提案 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の実験・評価 • ディスカッション • まとめ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 34
- 34. モチベーション生成シナリオについて 定期報告型アプリ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 撮 影 枚 数 ユーザID 高参加率層（63%を占める） 中間層 低参加率層 ユーザごとの撮影枚数 • アクティブユーザは限られている • 中間層をアクティブユーザに 引き上げることが重要
- 35. マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 36 0 5 10 15 20 25 30 35 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 チェックポイントID 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 撮 影 枚 数 チェックポイントID 1 2 3 4 5 67 8 10 9 チェックポイントごとの撮影枚数 0 20 40 60 80 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 高参加率層 中間・ 低参加率層 参加率層別では… 大きな枚数差は 見られない 高参加率層の 偏りは少ない ■ 高参加率層 ■ 中間・低参加率層 距離の遠い場所での 枚数減少が大きい
- 36. マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 37 0 5 10 15 20 25 30 35 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 チェックポイントID 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 撮 影 枚 数 チェックポイントID チェックポイントごとの撮影枚数 大きな枚数差は 見られない 高参加率層の 偏りは少ない ■ 高参加率層 ■ 中間・低参加率層 距離の遠い場所での 枚数減少が大きい 参加人数が増加 → 無視できない「差」になる 中間・低参加率層のモチベーション向上が重要 = シナリオのデザイン
- 37. 目次 • 研究背景 • 関連研究と本研究の課題 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の提案 • ユーザ参加型モバイルセンシング基盤の実験・評価 • ディスカッション • まとめ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 38
- 38. まとめ マルチメディア、分散、協調とモバイル（DICOMO 2016）シンポジウム - 2016.0706-08 39
Editor's Notes
- いきなり、MQTTというツールの話が出てきていて、抽象度がおかしい PubSubはMQTT以外にもある
- いきなり、MQTTというツールの話が出てきていて、抽象度がおかしい PubSubはMQTT以外にもある