実世界センサーとVRでビルメンテナンスを革新：BRICKシステム

カリフォルニア大学サンディエゴ校

オフィスのVRシーン例：ビルハードウェアが複合現実オブジェクトとしてマッピングされ、インタラクション可能。（画像：カリフォルニア大学サンディエゴ校）

実世界センシングとバーチャルリアリティを融合した新システムが、稼働中の商業ビルで問題を特定・修正するビルメンテナンス担当者を支援します。このシステム——BRICK——は、カリフォルニア大学サンディエゴ校とカーネギーメロン大学のコンピュータ科学者たちによって開発されました。

システム——BRICK——は、温度、CO2、気流を監視するセンサー群を搭載した携帯型デバイスで構成されます。また、特定ビルのセンサーデータとメタデータにアクセスし、ビルの電子制御システムに接続されたバーチャルリアリティ環境も搭載しています。

特定場所で問題が報告されると、ビル管理者はデバイスを持って現地に行き、スマートフォンのLiDARツールで空間を素早くスキャンし、その空間のバーチャルリアリティ版を作成できます。スキャンは事前にも可能です。この複合現実再現をスマートフォンやラップトップで開くと、ビル管理者はセンサーの位置、および携帯デバイスから収集されたデータを、その複合現実環境にオーバーレイして確認できます。

「現代のビルは、空調、照明、セキュリティから居住者管理まで、複数のシステムの複雑な配置です。BRICKはそれらの効率的な運用を可能にし、まるでモダンなコンピューターシステムのようです」と、上席著者で教授のRajesh K. Guptaは述べています。

現在、ビル管理者が問題報告を受けると、まずその場所のビル管理データベースを参照しなければなりません。しかしシステムは、その空間内のセンサーとハードウェアが正確にどこにあるかを教えてくれません。そのため管理者は現地に行き、嵩張るセンサーでさらにデータを収集し、それをビル管理システムの情報と比較し、問題が何かを推測しなければなりません。また、様々な空間的位置で収集したデータを正確に記録することも困難です。

対照的に、BRICKではビル管理者が携帯デバイスとラップトップまたはスマートフォンを持って直接現地に行けば、ビル管理システムデータ、センサー位置、携帯デバイスからのデータがすべて一つの複合現実環境で重ね合わせて即座にアクセスできます。このシステムを使えば、オペレーターはビル設備の故障——詰まった空調バルブから不調な空調システムまで——も検出できます。

将来、研究者たちはCO2、温度、気流センサーがスマートフォンに直接接続できるようになることを期待しており、居住者がローカル環境管理に参加できるようにするとともに、ビル運用をシンプルにします。

カーネギーメロンのチームが携帯デバイスを構築。学生のXiaohan FuがバックエンドとVRコンポーネントを構築し、多くの商用ベンダーに採用されているBRICKメタデータスキーマに関する先行研究を基盤としました。

VR環境で使用される位置の正確さを確保することは大きな課題でした。GPSは約1メートルの半径精度しかありません。今回のケースでは、数インチ以内の精度が必要です。研究者たちの解決策は、各部屋に（いくつかの）AprilTag——QRコードに類似——を掲示し、携帯デバイスのカメラで読み取らせてシステムを正しい位置に再校正することでした。

「複雑なシステムです」とFuは言います。「複合現実自体が構築しやすいものではありません。ソフトウェアの観点から、ハードウェア、センサー、アクチュエータが制御されるビル管理システムと接続することは、商用環境での安全性とセキュリティ保証を必要とする複雑なタスクでした。私たちのシステムアーキテクチャは、それをインタラクティブかつプログラマブルな方法で実現可能にします。」

詳細については、Ioana Patringenaruまでお問い合わせください：このメールアドレスはスパムボットから保護されています。表示にはJavaScriptが必要です。；858-822-0899。