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エージェント指向コンピューティング 日本学術振興会未来開拓学術研究推進事業 「知能情報・高度情報処理」分野 『エージェント指向コンピューティング』 2001.3.7 Ichiro Satoh 講演概要 1. 全体説明 2. ソフトウェアエージェント （佐藤一郎・お茶の水女子大学） 3. フィジカルエージェント （大西公平・慶應義塾大学） Ichiro Satoh 「エージェント指向コンピューティング」 プロジェクト 目標と経過 プログラム、情報サイト、機械、ロボット、人間等との複雑な相互作用 を伴うコンピューティングシステムに利用可能な、自律的に行動するこ とのできる、「エージェント」と呼ばれるソフトウェア、ハードウェア、およ びそれらの実行システム、モデル、基礎理論等を実現するための研 究分野を「エージェント指向コンピューティング」と呼ぶ。 本プロジェクトの研究目標は、エージェント指向コンピューティングの 分野において、ソフトウェア、ハードウェアの両面から新しいコンピュー ティングシステムを提案し、応用の道を探ることにある。そのために当 初３年間は基礎研究を、後半の２年間はシステムの設計、実装と応 用のための研究を基本として、研究を行なってきた。 Ichiro Satoh 研究体制(平成１３年３月現在) プロジェクトリーダー： 安西祐一郎 (慶應義塾大学理工学部) コアメンバー： 大西公平・山本喜一・天野英晴 １. ソフトウェアエージェント プロジェクトメンバー： 佐藤一郎 (お茶の水女子大学理学部) 山本喜一 (慶應義塾大学理工学部) 斎藤博昭 (慶應義塾大学理工学部) ２. フィジカルエージェント プロジェクトメンバー： 大西公平 (慶應義塾大学理工学部) 矢向高弘 (慶應義塾大学理工学部) 山崎信行 (慶應義塾大学理工学部) 天野英晴 (慶應義塾大学理工学部) 藤本康孝 (横浜国立大学工学部) Ichiro Satoh 研究成果（平成１１年度～平成１２年 度） 応用研究 （平成１１年度の研究成果） AgentSpaceの整備、およびエージェント再利用・エージェント間協 調等のためのAgentPoolの開発 リアルタイムエージェントの協調機構の開発(時刻管理問題への対応、 レスポンシブリンク等による通信品質の確保) フィジカルエージェント： 高性能のバイラテラル制御を行なうフィジカ ルエージェントの開発 リアルタイムエージェントシステムの基盤構築(レスポンシブプロセッ サの開発、リアルタイムOS μ-PULSERの開発とレスポンシブプロ セッサへの実装) Ichiro Satoh 研究成果（平成１１年度～平成１２年 度） 応用研究・評価 （平成１２年度の研究成果） (A)ソフトウェアエージェント： モバイルエージェント ユーザインタフェースと画像処理 インタフェースエージェント (B)フィジカルエージェント： フィジカルエージェント リアルタイムエージェント レスポンシブプロセッサのリアルタイムエージェントへの応用 国際シンポジウムの開催 International Symposium on Agent-oriented Computing and Its Applications（平成１３年２月２３日）を開催し、ソフトウェアエージェントとフィ ジカルエージェントに関する本プロジェクトの研究成果の一部を発表した。 Ichiro Satoh エージェント指向コンピューティング ー ソフトウェアエージェントプロジェクト ー 日本学術振興会未来開拓学術研究推進事業 「知能情報・高度情報処理」分野 『エージェント指向コンピューティング』 2001.3.7 Ichiro Satoh 「ソフトウェアエージェント」プロジェクト 目標と経過（平成１１年度～平成１２年度） エージェント指向コンピューティングに基づく実用システムの 設計・実装及びその応用 モバイルエージェント 佐藤一郎 (お茶の水女子大学理学部) ユーザインタフェースと画像処理 山本喜一 (慶應義塾大学理工学部) 自然言語処理によるインタフェースエージェント 斎藤博昭 (慶應義塾大学理工学部) Ichiro Satoh エージェント指向コンピューティング ー ソフトウェアエージェントプロジェクト ー 「モバイルエージェント」 日本学術振興会未来開拓学術研究推進事業 「知能情報・高度情報処理」分野 『エージェント指向コンピューティング』 佐藤一郎 お茶の水女子大学理学部情報科学科 Ichiro Satoh モバイルエージェント エージェントは自律的に移動先コンピュータを選択・移動 移動先では、移動前の状態から処理を継続 モーバイル エージェント 処理を休止 直列化エージェント コード コード 状態 状態 移動 モーバイル エージェント コード 処理を継続 状態 ネットワーク コンピュータＡ コンピュータＢ 移動後は通信回線を切断可能 Ichiro Satoh 目的 組込み機器、センサーネットワークなどの多様な計算環境に 対応できる実用的なモーバイルエージェントシステムを設計・実装 ＯＳ・ハードウェアに非依存 分散システム開発の容易化 多様なアプリケーションの提供 モバイルエージェントのタスク割り当て機構 モバイルエージェントによる人間対環境インターフェースの実現 ソースオープン → AgentSpace システム Ichiro Satoh AgentSpace: システム構成 AgentSpace [佐藤, 1997]： Java（JDK1.1以上）上に実現（100% pure Java） Mobile Agent Mobile Agent Mobile Agent Mobile Agent Runtime System Runtime System Java Virtual Machine Java Virtual Machine OS / Hardware Computer A Mobile Agent OS / Hardware migration Each agent moves with its state and code. Computer B Network Ichiro Satoh AgentSpace: エージェント エージェントはコンピュータ間移動、複製、永続化を行いながら処理を継続 duplication creation migration Mobile Agent migration Computer A dismissal terminate Mobile Agent Mobile Agent Computer C Mobile Agent Computer B suspension persistent agent file resumption Mobile Agent Computer D Ichiro Satoh AgentSpace: 機能 多様な計算環境（携帯端末や無線通信など）に対応したエージェント実行・移動 多様なハードウェア・ＯＳに対応 仮想機械（Java言語VM）によるシステム及びエージェントの実行 多様なデータ通信プロトコルに対応 一回の一方向データ転送でも転送可能 TCP、UDP、SMTP、HTTP、FTP、etc などを利用可能 耐通信切断 接続可能範囲で移動し、接続回復後に移動を再開 時間制約をともったエージェント移動 所定時間間隔によるエージェントの巡回機構 移動の高速化・セキュリティ エージェント圧縮及びデータ通信プロトコルへ最適化、暗号化 到着エージェントに対するKerberosベースの認証機構 ケーパビリティによるエージェント間制御 Ichiro Satoh AgentSpace：現状 実行環境 Ｊａｖａ言語（JDK Ver.1.1以上）が動作するコンピュータで動作可能 外部組織による利用・拡張実績 農林水産省（農業試験場）、東北大、筑波大、東大、東工大、 電通大、静岡大、名大、JAIST、NAIST、他多数 配布 オープンソースソフトウェアとして公開 下記のホームページよりダウンロード可能（ソースを含む） http://islab.is.ocha.ac.jp/agent/index.html Ichiro Satoh モバイルエージェントのタスク割り当て機構 タスク処理が終了したモバイルエージェントが集まる空間を提供 ユーザはエージェントプールにタスクを提示 モバイルエージェントによる入札 エージェントプールによるタスク割り当て 移動 タスク依頼 タスク 依頼側 エージェント タスク終了 エージェント 待機中 モバイル 待機中 エージェント エージェント モバイル 待機中 プール エージェント モバイル マネジャー 入札 エージェント エージェントプール 選択基準例： • 移動経路に対する移動箇所及び時間に関する代数的順序関係を導入 Ichiro Satoh 移動透過リソース 移動透過性をもつJava言語ファイルアクセスライブラリ 移動後も移動前のファイルへの読み書きを継続 移動透過性をもつJava言語TCPクライアントソケット エージェント移動時にはTCP通信を自動切断・再接続 TCP サーバ 移動中のパケットを 保持・転送 TCP サーバ TCP接続も移動 移動 モバイルエージェント （TCPクライアント） Mobile TCP layer 移動中のパケットを 保持・転送 TCP切断 TCP再接続 移動 TCP クライアント TCP layer Ichiro Satoh その他の研究成果 モバイルエージェントの動的継承機構 移動先計算環境の相違を吸収 ランタイムシステムの動的ローディング機構 到着したモバイルエージェントに必要な実行システムを転送・稼働 各種計算リソースの移動透過機構 ＴＣＰ通信ソケット、ファイルなどを移動先に転送・継続 モバイルエージェント間協調機構 ＫＱＭＬベースのモバイルエージェントの協調プロトコル Ｗｅｂベースのモバイルエージェント操作・監視 Webブラウザからモバイルエージェント操作・利用 Ichiro Satoh AgentSpace:アプリケーション モーバイルエージェントの広範な応用事例を調査・実装 分散検索 ワークフローマネージメントシステム 赤字項目は8日に デスクトップテレポーション デモンストレーションを予定 アクティブネットワーク 負荷分散・耐故障性 パーソナルアシスタンス 遠隔フィルタリング・機器制御 分散リアルタイムシステム、他 コンテキスト（位置）に依存したユーザサービスシステムを提案 人や物の物理的な移動とエージェントの論理的な移動を融合 Ichiro Satoh 人間・環境インターフェース ユーザ移動に追跡移動するモバイルエージェントを導入 位置依存情報及び各ユーザに特化したサービスを提供 ユーザの近傍コンピュータに移動し、機器の携帯を不要化 the movement of the user User-Assistant Agent Computer B User-Assistant Agent agent migration Computer A Computer C アプリケーション 道案内、ユーザデータの移送、ホームオートメーション他 Ichiro Satoh コンテキスト依存モバイルエージェント ユーザ位置の特定機構 画像処理によるユーザ位置特定 [山本、慶大] 赤外線センサによるユーザ位置特定 [佐藤、お茶大] 対話的ユーザサービスのフレームワーク 自然言語処理 [斎藤、慶大] 位置依存ディレクトリサービスシステム 物理位置とコンピュータ位置間の対応付け Ichiro Satoh ユーザ追随モバイルエージェント ユーザ移動に応じてエージェントを近傍コンピュータに移動 赤外線を利用した位置センサによりユーザ位置を特定 EIRIS Server IR receiver IR receiver IR transmitter the movement of the user User-Assistant Agent Computer in location A agent migration IR transmitter IR receiver 赤外線を利用した位置センシング システムEIRIS System (ELPAS社) User-Assistant Agent Computer in location B Computer in location C events: enter/leave + receiver number Ichiro Satoh 移動ユーザ補助エージェント 画像認識によるユーザ位置を特定（ユーザは機器を携帯しない） ユーザのエージェントをユーザ物理位置に近傍コンピュータに移動させ て継続的にサービスを提供（プライバシーの保護） CCD Camera User-Assistant the movement of the user CCD Camera Agent Computer B User-Assistant Agent CCD Camera agent migration Computer A Computer C デモンストレーション：病院向けの患者案内システム Ichiro Satoh 患者案内システム カメラ 受付 方向指示 ディスプレー カメラ 方向指示ディスプレー カメラ 患者 ユーザエージェント（含カルテ） Ichiro Satoh 移動ユーザ補助エージェント 音声対話 音声から単語・属性を解析して自然言語処理 頑健な対話、不完全発話にも対応 年齢等に応じて音声やレスポンスを変更 ユーザ補助モバイルエージェント ユーザの移動に応じて所定のコンピュータに移動 方向案内、患者データの移送などのユーザ補助を提供 詳しくはデモンストレーションを御覧下さい Ichiro Satoh まとめ モーバイルエージェントシステム(AgentSpace)を設計・実装 多様な計算環境に対応 オープンソフトウェアとして豊富な利用実績 モバイルエージェントを前提とした分散ソフトウェア開発 エージェントのタスク割り当て機構 移動透過リソース機構他 画像処理による移動ユーザの捕捉 移動ユーザへのユーザ補助システムの設計・実装 Ichiro Satoh