更新日:2020/07/01

    実世界とサイバー世界を連動させるサイバーフィジカルインタラクションに関する取り組みNTT サービスエボリューション研究所

    NTT技術ジャーナル2020年7月号:特集「IOWN構想特集-デジタルツインコンピューティング-」より

    小池 幸生(こいけ ゆきお)/ 松林 達史(まつばやし たつし)/ 近藤 重邦(こんどう しげくに)

    実世界とサイバー世界を連動させるサイバーフィジカルインタラクション

    NTT研究所では、さまざまなモノやヒトどうしが実世界の制約を超えて高度に相互作用することで多様な仮想社会をつくり出し、仮想社会と実世界の融合によりヒトの活動範囲や可能性の拡大するサービスを創出する、デジタルツインコンピューティング(DTC)構想の実現をめざしています。本稿では、実世界とサイバー世界をつなぐサイバーフィジカルインタラクション層で取り組む技術のうち、ヒトのデジタルツインにおける演算処理の結果を実世界のヒトへフィードバックすることにより運動機能における能力拡張を実現する生体信号デコーディング・フィードバック技術と、世界の物理的な距離と、ヒトに認知的な時間感覚を超え、遅延を解消させる予測提示をフィードバックすることで違和感のない操作を実現するゼロレイテンシメディア技術について紹介します(図)。

    図 サイバーフィジカルインタラクション層を支える技術
    図 サイバーフィジカルインタラクション層を支える技術

    DTC構想実現に向けた生体信号デコーディング・フィードバック技術

    DTCにおけるヒトのデジタルツインは、実世界の自分がサイバー空間上のさまざまなデジタルツインと、またさらにその先にいる実世界のヒトとインタラクションするためのインタフェースであるという側面を持ちます。具体的には、HMI(Human Machine Interface)を通じて、サイバー空間での経験を実世界の自分に伝えることを可能とするものであり、HMIがデジタルツインと実世界とのインタラクションにおいて重要な役割を担うものです(1)。デジタルツイン演算のキーコンセプトの1つである「交換・融合」によって、ヒトのデジタルツインは単なるヒトの再現でなく、サイバー空間での能力拡張が可能となります。その能力をヒトが実世界で発揮する際にも同じくHMIが重要な役割を担います。
    私たちは、人の能力拡張、特にサイバー空間と実世界ともに重要な要素となる運動機能における能力拡張の観点から、それを実現するためのHMI技術(生体信号デコーディング・フィードバック技術)への取り組みを開始しました。 人体における運動制御は一般的に、感覚器で受けた刺激が神経系を通じて脳によって知覚され、脳内で行動計画等の認知的活動が生じ、遂行すべき運動の指令を筋骨格系に対して神経系を通じて伝達し、信号を受けた筋肉が収縮することで成立します(2)。これら感覚系機能、神経系機能、筋骨格系機能および機能間を伝達する生体信号のヒトのデジタルツイン間における交換・融合、およびその結果を実世界のヒトへフィードバックすることによる各機能の強化、信号の流通の実現が、めざす運動機能における能力拡張です。熟練者の運動制御機能や生体信号を訓練者へ投影しての訓練や物理的な支援による運動能力拡張が可能となります。…

    1. デコーディング:生体信号の解析・理解(脳波からの感覚再現等)。

    ■参考文献

    1. (1)https://www.rd.ntt/dtc/DTC_Whitepaper_jp_2_0_0.pdf (PDF全24ページ)
    2. (2)伊藤: “運動制御ネットワーク,” 計測と制御, Vol. 56, No. 3, pp. 161–162, 2017.

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