インテリジェントな環境

インテリジェント環境( IE ) とは、組み込みシステムと情報通信技術を備えた空間で、物理世界にコンピューティングをもたらし、居住者の体験を向上させるインタラクティブな空間を作り出します。^[1]「インテリジェント環境とは、コンピューティングがシームレスに使用され、日常の活動が向上する空間です。高度にインタラクティブな環境への関心が高まっている原動力の 1 つは、コンピューターを真にユーザーフレンドリーにするだけでなく、ユーザーにとって本質的に目に見えないものにすることです。」^[2]

IEは、情報通信技術やセンサーシステムが物理的な物体、インフラ、そして私たちが生活し、移動し、働く環境に組み込まれることで姿を消す物理環境を表します。ここでの目標は、コンピューターがこれまで関与できなかった活動に参加できるようにし、人々がジェスチャー、音声、動き、コンテキストを通じてコン​​ピューターと対話できるようにすることです。^[3]

環境を管理し、データを収集し、その結果に応じて応答できる人工知能を持つという考えは、私たちが想像するよりも古いものです。マイクロコンピュータ革命よりずっと前の1968年の小説「2001年宇宙の旅」には、環境のさまざまなセンサーやシステムを制御し、それらを自分自身の拡張機能として使用できるコンピュータである架空のキャラクターHAL 9000が登場します。1973年の小説「デーモンシード」のキャラクタープロテウスも、組み込み環境を制御する人工知能の同じ特徴を描いています。これら2つの小説が発表された頃には、コンピュータが私たちを取り巻く環境を制御するという考えは、コミュニティに広く受け入れられていませんでした。なぜなら、両方のキャラクターが人間を制御することだけを目的とする邪悪な機械の役割を演じていたからです。^[4]

「インテリジェント環境」という用語は、もともとピーター・ドロージが 1997 年にエルゼビアから出版した同名の出版物のために作った概念と表現であり、1986 年に開始されたプロジェクト「インテリジェント環境 - 情報革命の空間的側面」https://www.sciencedirect.com/book/9780444823328/intelligent-environments」のために作られたものです。1986 年のプロジェクトは、日本のキャンパス シティ カワサキ コンペティションで彼が優勝した作品であり、情報技術と高度な通信の利点を都市全体に適用し、都市の社会的エンパワーメント、産業横断的な繁栄、そして何よりも環境の改善を目指しました。

1991 年にマーク・ワイザーがユビキタス コンピューティングを導入して 初めて、科学界はキーボードと画面を備えた一般的なマシン以外のコンピューティング領域を研究する傾向にありました。ユビキタス コンピューティングは、私たちを取り巻くあらゆるものに潜在的に実装できるものとなり、あらゆるユーザーが気軽にコンピューティングを利用できることを提案しました。1996 年に東京大学の橋本研究室がインテリジェント空間に関する最初の研究を行いました。J.-H. Lee と H. Hashimoto は、自家製の 3 次元追跡センサーと移動ロボットを備えた部屋を設計し、これらすべてをネットワークに接続しました。そのアイデアは、ロボットが視覚カメラとコンピューター セットの助けを借りて、さまざまなタスクで部屋にいる人をサポートするというもので、これは最初のインテリジェント環境の 1 つとなりました。^[4]

当初、インテリジェント空間は、物理的な作業を行う人々を支援することのみを目的として設計されました。部屋に設置されたロボットは、人々が物をつかむのを助け、障害のある人々が特定の作業を行うのをサポートします。このアイデアは、今日のインテリジェント環境の概念へと移行し始めました。これは、人々だけでなくロボットもサポートする環境です。インテリジェント空間は、それに接続されたあらゆるものの検閲能力を拡張するプラットフォームになりました。このインテリジェント環境を中心にソフトウェアまたはハードウェアの製品を設計し始めれば、あらゆる種類のタスクを完了するために必要な労力が大幅に削減されます。^[4]

インテリジェント環境の実用化には、多くの課題の解決が必要です。IEに組み込まれたパーベイシブ コンピューティングシステムはプロアクティブである必要があり、これを実現するには、システムがユーザーの意図を追跡して判断できることが不可欠です。ここでの課題は、ユーザーを妨げるのではなくユーザーを助けると思われるアクションを見つけることです。現時点では、インテリジェント環境の背後にあるアルゴリズムは、人工環境での単純な試行錯誤によって絶えず改良されています。プログラマーが予測の精度を十分に高めることができて初めて、製品は商品化されます。インテリジェント環境の精度の程度は、達成したいタスクによって異なります。ユーザーに実質的に影響を与えない単純なアクションの中には、より多くの責任を負う他の機能よりも予測の失敗が許容されるものもあります。それでも、IE では完全に予測できず、完了するためにユーザーからの入力を必要とするアクションは常に存在します。現時点での最も重要な課題の 1 つは、ユーザー入力が必要なアクションはどれか、その入力を排除してシステムの使いやすさを向上させるアルゴリズムを作成する方法を決定することです。^[5]

一方、このような環境のプロアクティブ性は非常に慎重に扱われる必要があります。パーベイシブ コンピューティング システムは、最小限の侵入性を持ちながら、同時にユーザーに役立つ決定を下すことができる必要があります。これを実現する 1 つの方法は、ユーザーの状態と環境に基づいて動作を変更できるシステムを作成することです。ここでも、いくつかの課題が生じます。システムがコンテキストを認識するために必要なデータと情報は何ですか? システムのパフォーマンスを損なうことなく、その情報をどのくらいの頻度で測定して参照する必要がありますか? 目標は、ユーザーのニーズと入力に迅速かつ正確に反応できる IE を作成することです。そのため、アルゴリズムが起こっていることに対して正しいアクションを実行するのに役立たない情報をセンサーが記録する必要はありません。重要なデータを認識して環境をフィルタリングし、それを取得するのに適切な場所を検索すると、大きな課題が生じます。^[5]

パーベイシブ コンピューティング システムにとって、ユーザーを煩わせることなく、適切なレベルの積極性と透明性を見つけることは非常に重要です。システムは、特定のタスクに関するユーザーの専門知識のレベルに基づいて、積極性に対するユーザーのニーズを推測できます。この目標を達成するには、自己調整が不可欠です。

インテリジェント環境会議 (2007) では次のように指摘しています。「インテリジェント環境の種類は、プライベートからパブリック、固定からモバイルまで多岐にわたります。一時的なものもあれば、永続的なものもあり、その寿命の間に種類が変わるものもあります。インテリジェント環境を実現するには、情報科学、コンピュータ科学、建築、材料工学、人工知能、社会学、デザインなど、さまざまな分野の融合が必要です。さらに、マイクロエレクトロニクス (小型化、電力消費など)、通信およびネットワーク技術 (ブロードバンドおよびワイヤレス ネットワークなど)、スマート マテリアル(バイオ インプラントなど)、インテリジェント エージェント(コンテキスト認識など) など、主要な実現技術分野で技術的なブレークスルーが必要です。」これらすべてのコンポーネントを正しく統合することが、有用な IE の開発に不可欠です。^[6]

IE の出現に重大な影響を与える主な分野の一つは、ビジネス関係です。企業同士、そして人々との関わり方が、最も重大な影響を受けるでしょう。企業間の関係はよりダイナミックになり、ビジネスに対するより柔軟なアプローチを強調し、絶えず変化する商業環境に適応しようと努めるべきです。このような柔軟性は、従業員や職場環境にも反映されるべきです。今日でも、職場環境や従業員に対してかなりのレベルの柔軟性を示している企業 ( MicrosoftやGoogleなど) は、生産性と従業員の定着率が向上しています。^[7]

IE 時代に企業が考慮しなければならないもう 1 つの重要な問題は、顧客のプライバシーへの取り組み方です。これらの将来の企業の成功は、人々が個人情報の使用にどれだけ自信を持てるかに大きく左右されます。これらの将来のビジネスを成功させるもう 1 つの重要な鍵は、エンド ユーザーが IE システムの決定方法を制御できるようにすることです。ユーザー フレンドリな構成により、ユーザーはこれらのシステムを制御できるようになりますが、これはシステム エンジニアにとって最大の課題の 1 つです。

IE の誕生以来、新しいエンターテイメントの方法が生まれています。博物館では、この技術を使用して、訪問者が目で歴史を体験するだけでなく、すべての感覚で感じることができる、よりインタラクティブな体験を生み出す実験がいくつか行われています。展示内容に合わせて調整される音や光の使用から、独特の環境を定義する匂いの組み込みまで、この種のエンターテイメントに IE を応用する機会は無限にあります。^[8]

同じ概念は、既存のレジャー体験を改善するだけでなく、新しいレジャー体験を生み出すためにも使用できます。芸術表現は、人工知能とIEを使用した新しい形式の芸術を目にして以来、これに大きな影響を与えてきました。たとえば、アーティストのクリス・ミルクの作品では、ユーザーが芸術作品を鑑賞するだけでなく、その一部になることができる没入型インスタレーションの実装を見ることができます。彼の最も重要な芸術作品の1つである「The Treachery of Sanctuary」は、生成されたデジタル鳥を使用して、さまざまなスクリーンにユーザーの体を投影し、創造的なプロセスを探ります。これらのタイプのアートは、ユーザーのインタラクションを必要とします。^{[9] [8]}

インテリジェント環境の最も重要な用途の 1 つは、医療業界です。病院の病室で IE を使用すると、患者に気付かれることなく患者の状態を監視できます。その結果、長時間の休息を必要とする患者への負担が軽減され、看護師は定期的に患者をチェックする必要がなくなるため、労力が軽減されます。この技術により、病院や診療所の設計方法が大幅に変わる可能性があります。看護師は、インテリジェント ルームで他の患者をケアすることなく、緊急を要する患者に効率的に対応できるようになるためです。この独自の設備は、患者の健康状態を監視して看護師に通知するだけでなく、特定の薬を投与したり、必要に応じて直接食事を届けたりすることで、予防目的で患者とやり取りするようにプログラムすることもできます。^[8]

虚弱な高齢患者のケアは、将来、IE の使用により劇的に変化する可能性があります。この技術を患者の自宅に導入することで、適切なケアを受けるために患者を病院や診療所に搬送する必要なく、どこからでも患者を監視できるようになります。これにより、ほぼすべての家がインテリジェントな介護施設に変わり、家族はケア費用を大幅に削減して多くのお金を節約できます。^[8]

予防は起こりうる問題と戦うための最善の方法であり、問​​題となる出来事が起こる前に情報を収集し、いつ起こるかを知ること以上に良い方法はありません。IE は、将来の危険や起こりうる問題を予測するために必要なデータを収集する完璧な方法を提供します。私たちが自宅に IE を実装すれば、たとえば、私たちが気付かないうちに火事が起きそうになったら消防署に通知したり、自宅の近くで不審な活動が検知されたら警察署に通知したりできます。最良のシナリオでは、IE は実装されている環境の診断を行うのに役立ち、起こりうる問題が発生するずっと前に対処できるため、そのような出来事は起こりません。これにより、都市の生活環境が大幅に改善され、危険な出来事が減り、物的損失が防止されるため、経済効果も大きくなります。^[8]

インテリジェント環境は、現在使用されている技術よりもはるかに高い精度と粒度でさまざまな自然環境を監視するのに役立ちます。より豊富で重要なデータにアクセスすることで、環境の潜在的な危険を制御するのに役立つだけでなく、環境を理解する方法も変わり、環境プロセスの現在の理論とモデルを改善できます。現在、この技術は海岸浸食、洪水、氷河の動きなどの現象の研究に使用されています。現在私たちに影響を与えている多くの自然プロセスの理由についてはほとんどわかっていませんが、より正確で精密なデータがあれば、それらの問題への取り組み方が大幅に改善され、人類をより環境に優しくするだけでなく、地球の健康も改善できます。^[8]

会議:

• 第 1 回 IET 国際インテリジェント環境会議、コルチェスター、2005 年 6 月 28 日～29 日
• 第 2 回 IET 国際インテリジェント環境会議、アテネ、2006 年 7 月 5 日〜6 日
• 第 3 回 IET 国際インテリジェント環境会議、ウルム、2007 年 9 月 24 日〜25 日 2012 年 10 月 13 日にWayback Machineにアーカイブ
• 第 4 回 IET 国際インテリジェント環境会議、シアトル、2008 年 6 月 21 日〜 22 日
• 第 5 回 IET 国際インテリジェント環境会議、バルセロナ、2009 年 7 月 20 日～21 日
• 第 6 回 IET 国際インテリジェント環境会議、マレーシア、2010 年 7 月 19 ～ 21 日
• 第 7 回 IET 国際インテリジェント環境会議 - iCampus、ノッティンガム、2011 年 7 月 25 ～ 28 日
• 第 8 回 IET 国際インテリジェント環境会議、グアナファト、2012 年 6 月 26 日～29 日
• 第 9 回 IEEE 国際インテリジェント環境会議、アテネ、2013 年 7 月
• 第 10 回 IEEE 国際インテリジェント環境会議、上海、2014 年 6 月
• IEEE 第 11 回国際インテリジェント環境会議、チェコ共和国プラハ、2015 年 7 月 15 ～ 17 日
• IEEE 第 12 回国際インテリジェント環境会議、英国ロンドン、2016 年 9 月 14 ～ 16 日
• IEEE 第 13 回国際インテリジェント環境会議、韓国ソウル、2017 年 8 月 23 ～ 25 日
• IEEE 第 14 回国際インテリジェント環境会議、イタリア、ローマ、2018 年 6 月 25 ～ 28 日
• IEEE 第 15 回国際インテリジェント環境会議、モロッコ、ラバト、2019 年 6 月 24 ～ 27 日 2021 年 9 月 23 日にWayback Machineにアーカイブされました
• IEEE 第 16 回国際インテリジェント環境会議、スペイン、マドリード、2020 年 7 月 20 ～ 23 日
• IEEE 第 17 回国際インテリジェント環境会議、アラブ首長国連邦ドバイ、2021 年 6 月 21 ～ 24 日
• IEEE第18回国際インテリジェント環境会議、フランス・ビアリッツ、2022年6月20〜23日
• IEEE第19回国際インテリジェント環境会議、モーリシャス、2023年6月27〜30日
• URENIO のインテリジェント シティ監視、http://www.urenio.org
• - 1997
• - 1997

ジャーナル:

• IOS Press による「Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments」
• Springer の「Journal of Reliable Intelligent Environments」