A Simulator for Smartspace Application with 3D Virtual Space

本論文では，スマートスペースを実現するアプリケーションソフトウェアを高信頼かつ低コストで開発するための仮想テストベッドを提供するシミュレータを提案する．提案シミュレータは，3D 仮想空間上に仮想のデバイスを設置し，デバイスの動作，デバイス間の通信をシミュレートする機能に加え，エアコン等のデバイスの動作による空間の物理量（室内温度等）の時間的変化を再現する機能，仮想空間の様子を任意の視点で描画する機能，仮想ユーザを空間内で自由に移動させる機能等を提供する．デバイスの動作・通信を再現する既存シミュレータはいくつか存在するが，仮想空間におけるユーザの位置，各種物理量等の多彩なコンテキストの変化を再現する機能をあわせ持つシミュレータはこれまで開発されていない．提案シミュレータが持つ多彩なコンテキストの再現機能により，スマートスペースアプリケーションの開発が容易になることが期待できる．有効性を評価するために，仮想空間上に8 部屋からなるスマートホームとコンテキストに従って情報家電を制御するアプリケーションソフトウェアを構築し実験を行った．結果，本シミュレータが，実用規模のスマートスペースアプリケーションを実行するのに十分な性能を有すること，アプリケーションソフトウェアおよびデバイス制御シナリオ開発時の不具合発見に有用なこと等を確認した．In this paper, we propose a simulator which provides a virtual testbed for reliable and inexpensive development of application software for Smartspace. The proposed simulator allows application programmers to set up virtual devices in a 3D virtual space, simulate communication between the devices, and observe their behavior. Moreover, the simulator can reproduce transitions of physical quantities such as room temperature as a consequence of device actions, display the situation of the virtual space in real-time from an arbitrary viewpoint, and move virtual inhabitants in the space. Some existing simulators can simulate behavior and communication of devices, but no existing simulator can reproduce richer context such as transitions of physical quantities and user movements. Reproducing richer context by our simulator will make it easier to develop smartspace applications. We constructed virtual Smarthome consisting of 8 rooms and application software which controls information appliances according to context change, and conducted experimental validation of usefulness of the simulator. As a result, we confirmed that our simulator has enough performance to simulate Smarthome with practical size and is useful to detect bugs of application software