第82期通常総会特別講演会動的自律構成住宅: インフラフリー（lF）研究によるユーザーと環境を中心とした資源マネジメントプラットフォームの提案

摘要

Synopsis The Infra-Free (IF) research targets a new understanding of future house that emphasizes the dynamic self-configuration of its embedded resource management systems to maximize self-sufficiency and capability of everyday/emergency switch while reducing dependency on centralized infrastructures. Unlike the common configurations, the main goal of the project is to provide a "networked" application platform to integrate next-generation energy, water and waste resource management technologies into a dynamic household system that adapts itself to its changing environment and user preferences. This platform will have properties that include a high degree of robustness and fault-tolerance due to its self-adaptability at run-time while it will support automatic discovery and perform best integration of user-defined present and future resource managementrndevices such as PV cells, heat pumps, fuel cells, Stirling engines, water and waste recycle systems and miscellaneous items.rnIF is thus concerned with mechanisms, protocols, technologies and standards to support such an intelligent and context-aware behavior within a house. There is an equally wide set of constraints within which the project must operate. These include safety (not only in terms of fundamental operation of the systems itself, but also with the infotainment for example, to ensure that the driver is not distracted to perform mundane configurations) ; security, the system must not be influenced or corrupted by non-validated external devices ; robustness, the system must operate reliably; scalability, the system must be designed scalable as the current trend is to deploy even more devices; performance and cost efficiency in the sense that real-time requirements of applications must be supported and that the cost/resource constraints of the house have to be considered.rnBecause of the wide scope of its desired behaviors, technical requirements and constraints, IF research cuts across a number of technical and research disciplines,rnand thus a wide range of concepts and technologies need to be reviewed. However, to be successful, the system must understand lessons from previous, existing research efforts and deploy a distributed management policy with a common language, minimal operating memory and low power consumption.rnThis paper provides a technical investigation of each of the relevant concepts, technologies and sub-technologies, in turn, feeds into the next stage of the project, as inspiration for the architecture design, and a basis for selecting the most appropriate technologies for each area with a focus on the technical hardware, simulation software and scenario builder developed for this purpose.%インフラフリー（以下，IF）研究は，搭載された資rn源マネジメントシステムの動的自律応答制御を中心とrnして，自給自足性を最大化し，日常/緊急時の切り替rnえを可能にすると同時に，集約的インフラへの依存をrn減らす未来の住宅の新しい知見を得ることが目標であrnる。このプロジェクトの主な目標は，通常の目標設定rnとは異なり，次世代のエネルギー，水，廃棄物資源のrnマネジメント技術を環境やユーザーの要求の変化に応rnじて自らを適応させてゆく動的住宅構法へと集約してrnいくための“ネットワーク化”したアプリケーションのrn基盤をつくり出すことである。この基盤は，例えば，rn太陽光発電，ヒートポンプ，燃料電池，スターリングrnエンジン，水や廃棄物のリサイクルシステムなどの装rn置を組み合わせて，ユーザーの決める現在と未来の資rn源マネジメントの最適な組み合わせを自律応答的に検rn知して，高度な強靭性と不具合検知機能などを有すrnる。rnIFは，このように家の中での状況を意識した知的rnな行動を支援するためのメカニズム，プロトコル，技rn術，基準にかかわっている。同時にさまざまな制約のrn下でプロジェクトが進められなければならない。これrnらは以下のものを含んでいる。安全性（システムの基rn本的な運用だけでなく，例えば，通常の操作から外れrnていないことを確認するなど）；セキュリティ，認証rnのない外部の機器によって干渉されたり，壊されたりrnしないこと；強靭性，システムを信頼して運用できるrnこと；更新可能性，システムがその時代に合わせて装rn置をグレードアップできるように更新可能にデザインrnされていること；性能と費用対効果，リアルタイムのrnアプリケーションの要求が満たされ，費用/資源によrnる住宅の制約も考慮されなければならない。rn要求性能，技術的な要求，制約などを広い視野で捕rnらえることで，多くの技術と研究分野を結びつけ，まrnた，コンセプトや技術は幅広く捕らえながら再考されrnる必要があるだろう。しかしながら，これを成功するrnためには，メモリの最小化，低エネルギー消費に関すrnる既存の研究結果や分散マネジメント政策を，共通言rn語を持って理解しなければならない。rnこの論文では，関連するコンセプト，技術，それをrn支援する技術をそれぞれ技術的な集約を提供する。そrnの次にプロジ工クトの次のステージに話を進めることrnにする。第2ステージは，まずハードウェア技術に焦rn点を当てて各分野の技術を適切に選び，これに基づいrnてソフトウエアをシミュレーションして，それに向けrnてシナリオを発展させて，建築設計の考案をする。