IoTキャンパス：INIAD-HUB1

最先端の空間で学ぶ

赤羽台キャンパスにあるINIADは最先端のIoT技術により、さまざまな設備や機器をネットワークに接続し、それらがキャンパスの状況に合わせて協調動作することで、人々に最適な環境を与えるように設計されています。このように設備や機器を空間の状況に合わせて最適制御するというコンセプトは、INIAD創設者の坂村健がプロジェクトリーダーを務めてきたTRONプロジェクトのゴールでもあり、赤羽台キャンパスはこの研究成果を取り入れた未来のキャンパスを実現しています。

研究室には、電灯やエアコンのスイッチはありません。キャンパス内にあるセンサーを利用して環境を自動認識して制御を行い、利用者からの指示はスマートフォンやPCからネットワーク経由で行います。教室や研究室などへはICカードやスマートフォンで鍵を開けて出入りします。講義の案内や連絡事項などはキャンパス内に設置されたデジタルサイネージやスマートフォンで知ることができます。

ビル全体がIoT教材

INIAD HUB-1 では、センサー、照明、空調、ロッカー、エレベーターなどさまざまな設備や機器がクラウドに直結されていて、API（Application Programming Interface, コンピュータプログラムから、他のプログラムや機器の情報を取得したり制御したりするための約束事を定めたもの）を通じて操作できます。そしてINIADでは、このAPIを使った授業を積極的に展開しています。学生はAPIを学習し、これらを操作するためにプログラミングすれば、このIoT化されたスマートキャンパスを自身に割り当てられたアクセス権限の範囲内で思いどおりにコントロールできるようになります。

たとえば、「照明のFULL（明るい）／DIM（薄暗い）／OFF（消灯）を繰り返すプログラムを書く」といった課題を出したとします。学生はINIADのAPIを使って、プログラムを書いてみます。そして教室のプロジェクターを使って、個々の学生の画面を映し出しAPIをすぐさま実行し、発表するといったことができます。さらにINIADのAPIとさまざまな外部サービスのAPIをマッシュアップして、より高度なアプリケーション開発に取り組むことを教わります。たとえば、「照明を点けてください」「照明を消してください」といった音声で部屋の照明を制御するプログラムは、Googleなどが提供する生成AIサービスのAPIとINIADのAPIのマッシュアップで実現できます。

このようにINIADの学生たちは、オープンAPIの考え方に沿って、IoT×生成AIの時代に必要な知識を身につけていきます。

INIADキャンパスAPIの利用例

プレゼンテーション時に外光が差し込む場合は自動でブラインドを下げて照明を点ける。
ICカードをかざして部屋に入室すると、入室した人の好みに合わせた設定で照明・エアコンが動作する。
あらかじめ利用階、目的階をスマートフォンに入力しておけば、荷物を運んでいて両手がふさがっているときでも、エレベーターの前に行くだけで、自動でエレベーターを制御して目的階へ移動できる。

インテリジェントロッカー

インテリジェントロッカーの表面には名札がなく、パネルが並んだシンプルなデザインになっています。このパネル、つまりロッカーの扉1枚1枚は、IoT制御によって開けることができます。カードリーダーに登録済のICカードをかざすと、自分のロッカーの扉が開きます。IoT制御になっているので、スマートフォンから開けることもできます。ICカードはいわゆる交通系ICカード。電車の定期券がロッカーの鍵となります。

インテリジェントロッカーは、実は１年生の学生用の教材です。プログラミングによりスマートフォンやICカードに扉を紐付け、はじめて自分のロッカーが使えるようになります。学習が進めば工夫次第で、たとえば許可を与えた友人に電子鍵をメールで送り一度だけ扉を開けることを許可するというような使い方もできます。

デジタルサイネージ

INIADでは紙をなくすという方針により、教室内の黒板や白板がないだけでなく、紙を貼るための掲示板もあります。そのためINIAD HUB-1の各所にはデジタルサイネージが多数設置されています。もちろん情報はスマートフォンやパソコンから得ることもできますが、情報を周知するにはデジタルサイネージが効果的です。主要なデジタルサイネージは55インチのタッチパネルディスプレイ。このほか壁に投影するプロジェクターも多数配置され、INIADの中で情報発信が簡単にできます。

T-CarとIoTテストハブ

インターネットに接続することでインターネット上にある高性能なコンピュータやさまざまな情報を活用できるIoTシステムを学習するためには、自動車を題材にすることが適しています。そこでINIADでは、10分の1スケールの模型自動車を使ったT-Carとよばれる教材を用意しています。T-Carは、ラジコン用の自動車フレームに、明るさ、距離、車速、温度、車線情報などのさまざまな情報を取得できるセンサー類と、速度やステアリングを制御する基板と、リアルタイムOS「µT-Kernel」が動作するコンピュータを搭載しています。T-Carは6LoWPAN（シックスローパン）とよばれる無線通信でインターネットに接続されています。周辺環境のセンサー情報をネットワーク経由で取得したり、クラウド上のAIが判定した結果に基づいて最適に制御されたり、自動運転にも応用可能なさまざまな状況を実験することができます。

IoTテストハブは、そのようなT-Carを走行させるサーキットが設置された実験室です。IoTテストハブにはIoTを活用した最先端の環境が用意されており、IoTに関連する幅広い技術を学習できます。室内にはモーションキャプチャ、カメラ、プロジェクター、ディスプレイなどが設置され、床面には7m×3.5mの広大なディスプレイが敷かれています。

この床面ディスプレイにコースを表示することで、T-Carは車線情報を取得するセンサーによってコースの車線を自動で判定し、車線に沿って走行することができます。多様な環境をシミュレーションすることができるため、時間に応じてサーキットの形状を変更したり、事故を擬似的に発生させて走行中のT-Carに事故情報を送ったり、あえて速度の遅いT-Carを混ぜることで自動追従走行の実験を行ったり、雨や凍結による路面の状況変化をシミュレーションしたりと、自動運転に関するさまざまな実験が可能な環境になっています。また、周囲に設置しているモーションキャプチャやカメラなどによって、他のT-Carの動きをより広範囲に検出し、混んでいない道を選択させることも可能です。さらに、実験中のシミュレーションの状況を床面ディスプレイに表示してフィードバックできるので、その場にいる人はより直感的に状況を理解できます。

机と椅子

INIADの学生は、ノートPC持参で授業に臨みます。持ち運びに適した最近のノートPCは薄く、キーボードに傾斜はほとんどありません。またPCを机の上に置くと、その画面は机の面の近くに位置するため、画面をのぞき込むように背を丸めた姿勢になってしまいます。人の頭の重量は体重の約10%程度あり、60kgの体重の人でおよそ6kgです。つまり、2リットルのペットボトル3本分もの重量があります。これを支えるのだから、前かがみの姿勢では首や背骨への負担が大きいことは明らかです。

INIADの机と椅子は、一見教室用の普通のものに見えますが、この問題を解決するために坂村健INIAD創設者がデザインしたIoT時代の机です。机の先に磁石でつけた木製の枕が付属しています。この枕を机の上に出してノートPCを載せると、PCは自然に傾斜します。キーボードは約10度の傾斜になり、画面が上がります。また腕の角度が110度くらいの自然な形になるので、頭が上がり姿勢がまっすぐになります。これにより体への負担は大幅に軽減されます。

椅子の背には、ランバーサポート（腰椎を支持する固めのクッション）がついていて、背にもたれることにより腰への負担が軽減されるようになっています。また、椅子の座面は前側が下がるように2度傾斜させてあり、膝裏への負担を減らせるようになっています。