カノニカルのマイク・ベル氏に聞く：Ubuntuがロボティクス・自動化エコシステムを支える理由

カノニカルのマイク・ベル氏への独占インタビュー、Ubuntuを開発する企業

ROS（Robot Operating System）について多く語られています。理解できます。しかし、ロボティクスと自動化システム開発で最も広く使用されているオペレーティング・システムは実はUbuntuなのです。

実は、ROSはオペレーティング・システムではなく、UbuntuのようなOSにインストールされるソフトウェア・フレームワークのセット、つまりソフトウェア開発キット（SDK）なのです。

カノニカルのIoT・デバイス担当エグゼクティブ・バイスプレジデント、マイク・ベル氏は独占インタビューで次のように説明しています。「ROSという名称なので少し混乱しますが、ロボット・アプリケーションを開発する際、それがUbuntu上で動作していることを意識する必要がないからです。

ROSのSDKとインターフェースするようにアプリケーションを書き、Ubuntuにデプロイするだけです。」

ROSは様々なシステムにインストール可能ですが、Ubuntuがおそらく最適なプラットフォームです。ROSのダウンロード・ページでもUbuntuがトップに掲載されています。

Ubuntuは、オープンソースOSであるLinuxの最も広く使用されているディストリビューション（バージョン）の一つで、Linux自体はUnixベースです。

Ubuntu Linuxは無料のオープンソースOSですが、カノニカルのような多くの企業が、それを中心に構築したサービスで収益を上げています。

しかしカノニカルは他社と異なり、Ubuntu Linuxをメンテナンスしている企業そのものです。多くの企業がUbuntu Linuxで多額の利益を上げていますが、カノニカルはUbuntu Linuxを維持管理する会社です。

古い言葉で言えば、カノニカルがUbuntu Linuxを「所有」していますが、オープンソース・ソフトウェアは誰も所有できません。それが「オープンソース」と呼ばれる所以です。

オープンソース運動は、リーナス・トーバルズが大学時代（フィンランド・ヘルシンキ）にLinuxカーネルを作ったことに端を発すると言われます。

カーネルはOSの核心部分であり、Linuxカーネルはトーバルズの趣味として始まりました。

長らくLinuxコアの主要開発者だったトーバルズは、他のプログラマーを招き開発を支援してもらい、多くが応じました。

これによりLinux開発が加速し、世界的なソフトウェア運動が確立。Android OS（Linuxベース）など、多くの分野で大量のソフトウェア開発が生まれました。

Linuxは本質的に、今日見られる多様なスマートフォン、タブレット、ノートPC、その他多数のデバイスのエコシステムです。

旧来の体制が続けば、macOSとWindows、あと一二つのOSしかなく、デバイスの選択肢は限られ、自らソフトウェア・ハードウェアを開発する機会を持つ人は遥かに少なかったでしょう。

トーバルズは、ソフトウェア開発で使われるGitリビジョン・コントロール・システムの発明者でもあります。間接的にROSのファシリテーターとも言えます。

Linuxは1991年に初リリースされ、最新版は2017年9月17日（週末）にリリースされました。

いずれにせよ、ベル氏の言葉通り、「ROSはUbuntu上で動くツールキットのセットであり、別のOSではありません。」

カノニカルとの対話

カノニカルは自らを「Ubuntuの背後にある会社」と呼びます。2004年、Ubuntu Linux OSの普及に必要なサポートを提供するため設立されました。現在、その市場は多くの政府、産業、メイカー・コミュニティに広がっています。

Ubuntu Linuxの柔軟性と適応性が成功の鍵でしょう。熱心なメイカーが作る小さなデバイスから、大規模データセンターやパブリック・クラウドのサーバーまで、あらゆるシステム向けのバージョンがあります。

ベル氏は説明します。「カノニカルは2004年、Ubuntu Linux OSを中心に設立されました。

以来、二つの部門に分かれました。私が統括するIoT部門と、同僚のアナンド・クリシュナンが統括するクラウド部門です。

クライアント・サービス側は過去数年で加速し、大きなモメンタムを得ています。」

「例えばパブリック・クラウド（AWS、Google、Azureなど）では、それらで稼働するOSの60%以上が当社のものです。

大手企業が持つ内部データセンターでも採用が進み、大型契約を獲得し始めています。」

Ubuntuは、クラウド・コンピューティング・インフラを管理するオープンソース・プラットフォーム「OpenStack」のリファレンスOSです。最近、OpenStackがアップデートされ、企業がクラウド・サービスとインフラ・プロバイダーをより容易に変更できるようになりました。これがカノニカルのビジネス成長を加速させる可能性があります。

カノニカルで提供される主なダウンロードは：

• Ubuntu Desktop
• Ubuntu Server
• Ubuntu Cloud
• Ubuntu Core

さらに、中国ユーザー向けのUbuntu Kylinや、異なるアプリケーションと設定を持つ多様な「フレーバー」も存在します。

サポート・サービスも提供されており、OS自体は無料であるため、ここが収益源となっています。

デスクトップが成長のプラットフォーム

ベル氏は、「データセンター外のすべてのコンピュート」を担当する部門を統括しており、これにはUbuntuロボティクス・プラットフォームが含まれ、同社ではIoTに分類しています。

メイン画像のRobotisヒューマノイドのOSとして採用されたことなど、数々の成功例がある中、前回のDARPAロボティクス・チャレンジにエントリーしたロボットの大半でUbuntuが使用されました。

カノニカルの主力製品の一つ、ベル氏の管轄下にあるUbuntu Desktopは、Windows OSやmacOSの無料オープンソース代替品です。

Ubuntu Desktopは現在、カノニカルの成長の主要ドライバーの一つです。「世界中の多くの開発者とイノベーターがUbuntu Linux Desktopを開発プラットフォームとして使用していることが、クラウドでの成功とIoT分野での成長の両方で中心的な理由です」とベル氏。

「現在、Ubuntuベース・プラットフォームで開発している人は少なくとも300万人いると推定しています。そのため、組み込み分野での採用が始まっています。

『IoT』という用語を使っていますが、多くの面で怠惰な包括用語です。実際は組み込みコンピューター向けです。

ロボット、ドローン、ホーム・ゲートウェイ、製造現場のアプライアンス、エッジ・ゲートウェイなど、あらゆる用途に対応します。幅広いユースケースに対応しています。

コスト感度が高く、デスクトップやサーバーよりもコンピュート・リソースが限られることを考慮し、Ubuntu OSを対象としたターゲット版『Ubuntu Core』をこれら組み込みデバイス向けに提供しています。」

「コスト」は最終的に金銭を指すかもしれませんが、タスク実行に必要な処理量がますます重要になっています。計算処理が効率的であれば、データ保存、転送、処理のコストが減り、最終的により小型でエネルギー効率の良いデバイスにつながります。

開発者が「ただ動く」ものを開発できるよう支援

お気づきかもしれませんが、Ubuntuはメイカー・コミュニティで重要な役割を果たしており、Raspberry Piに搭載され、Arduinoへのインストールも容易です。

しかし商業的成功はエンタープライズ市場で、輸送、製造、物流など多くの分野で先端技術を開発する企業の選択OSとなっています。

「開発者にとって簡単であることが重要です」とベル氏。

「デバイス・ドライバーなど、Linuxのハードウェア・イネーブルメントの難しい問題に開発者が直面しないよう、インテルやARMライセンシー（サムスン、NVIDIA、クアルコムなど）と協力しています。

彼らの組み込みコンピュート向け主要プラットフォームでUbuntuが動作するよう確実にします。

チップセットをイネーブルしてダウンロードすれば即動作する製品もあれば、Raspberry Piのようにシングルボード・コンピューターで全てが動く場合、全体をイネーブルすることもあります。

様々です。

メイカー・コミュニティはRaspberry Piのようなボードに注目しがちですが、既にCM3（Raspberry Pi Compute Module 3）ボードで市場投入を試みる動きが見られます。

ロボティクス用途では、RealSenseカメラ搭載のインテルEuclidなど、様々なインテル・プラットフォーム上でUbuntuが動作しています。

シリコン単体から、メーカーがシングルボード・コンピューターに展開したシステムまで、できるだけ多くのハードウェアで動作させ、購入者がディスプレイ等を接続するだけで即座に動作する——インストール不要——状態を目指しています。」

industryOS 4.0

カノニカルはNVIDIA、Dell、ボッシュなど、印象的な企業顧客を擁します。

産業大手ボッシュは、自社で構築したカスタムLinuxか、カノニカルのUbuntuディストリビューションを使用。さらにボッシュ傘下のMayfield Roboticsが、家庭用ロボット「Kuri」をUbuntuプラットフォーム上で構築しました。

チップメーカーNVIDIAを通じて、自動運転機能を持つ新車の大多数にUbuntuが搭載されています。自動車メーカーがNVIDIAのチップセットを購入し、NVIDIAがUbuntuをベースに独自ツールセットを構築しています。

ベル氏は説明します。「現在、ボルボ、ダイムラー、テスラなど多くのメーカーが市場投入する主要プラットフォームはNVIDIA Drive PXであり、これはUbuntuでイネーブルされています。

彼らのウェブサイトを見ると、実際に私たちのディストリビューションです。

NVIDIAと協力し、わずかに修正したものをサポートしています。基本的にはUbuntu OSで、自動運転車開発を可能にしています。

またNVIDIAには『DGXワークステーション』というAI・機械学習プラットフォームがあり、プリインストールOSはUbuntuのみです。

自動運転車、AI、機械学習の面白いユースケースがいくつかあります。

NVIDIAは最近MITから『最も革新的なテック企業の一つ』に選ばれたと聞いており、こうした企業とパートナーシップを組めるのは素晴らしいことです。

産業用途では、Dellの『Dell Edge Gateway 5000および3000』という製品があります。

これらは典型的なDell PCやサーバーではありません。ユーティリティの環境監視、製造現場、建設管理など、過酷な環境で使用されるよう設計されています。

そこでのエッジ・ゲートウェイは、OT（オペレーショナル・テクノロジー）環境とITの間を橋渡しします。

こうした産業用途では通常、ネットワークを分離し、非常に運用寄りのものを典型的なITネットワークから分離します。

エッジ・ゲートウェイは、大量のデータを運用環境内で一定レベル処理し、そのままクラウドへ、あるいはエンタープライズITネットワークへ戻す優れた手段です。

Dellはこのエッジ・ゲートウェイで産業市場を具体的にターゲットにしています。側面に大きなヒートシンクを備え、典型的なデータセンターではなく、工場や機械室に設置できるフォームファクターの、非常に堅牢な製品です。

「産業分野のもう一つの例はボッシュです」とベル氏は続けます。

「ボッシュ・レックスロス（子会社の一つ）にはPLC製品があります。これは製造プラント、ユーティリティ、石油・ガス設備などで典型的な、機械間の低レベル入出力を制御するプログラマブル・ロジック・コントローラーです。

そのPLCはUbuntu Core上で動作しており、Dell Edge Gatewayと同様です。

両製品とも、産業アプリケーションを制御する安全な組み込みOSとしてUbuntu Coreをイネーブルしています。」

自動運転車は新しく比較的ニッチな市場ですが、産業セクター（製造、物流等）は最も古い分野の一つであり、最も保守的なのもそのためかもしれません。

ここ数年まで、ほとんどの工場はインターネットに接続されておらず、多くは今も接続されていません。機械にセンサーがなく、インターネット・ゲートウェイに接続されていませんでした。今、インダストリー4.0とインダストリアル・インターネットにより、機械が通信し、クラウドへ移行しつつあります。

「伝統的に」とベル氏、「製造プラント、ユーティリティ、石油・ガス設備で見られるOTの世界は、非常にロックダウンされ、多くのファイアウォールがあり、変化しません。

それらの環境ではアセット寿命が長いです。プラントや製造ラインを導入すれば、7〜10年以上の寿命を期待します。

したがって、それらを監視するデバイスも長寿命であることが期待されます。コンシューマー向けの最大3年寿命ではなく、はるかに長い寿命です。

それらの環境がクラウド・サービスを活用し始めると、インターネットとエンタープライズITネットワークがそれらのネットワークに到達することになり、OT環境を運営する人々にとってセキュリティが最優先事項になります。

私たちがUbuntuであらゆるプラットフォームで行っていることの一つは、セキュリティ・パッチの面からOSを最新に保つことに極めて長けていることです。

そのため、その時点ではすべてが安全です。

しかし数日または数週間後、誰かが脆弱性を発見し、修正が必要になります。永遠に完全に安全なOSは存在しないため、重要なのは、いかに迅速にOSをアップデート・パッチし、現場に展開できるかです。

Ubuntu Coreでは、OSのあらゆる側面をOTA（オーバー・ジ・エア）でアップグレード可能にしました。デバイスは提供され次第、アップデートを取得できます。

デバイスは新バージョンを検知し、即座にダウンロードできます。

これがセキュリティへの対応であり、産業分野で採用が進む理由です。人々はセキュリティを懸念しており、Ubuntu Coreはセキュリティに特化しているからです。」

クラウド・ロボティクスのOS

長らく多くの専門家がクラウド・ロボティクスとサイバー・フィジカル・システムについて語ってきました。これは人間、ロボティクス、自動化システムが統合された環境で協働するものです。

人間、ロボティクス、自動化システムを工場全体、さらには世界中の複数工場で接続するというアイデアは、特に大企業に魅力的に映ります。

現時点では簡単な方法はなく、これを行う産業企業の多くは、カノニカルのようなコンピューター・テクノロジー企業と協業し、独自ソリューションを開発しています。

しかし、適応性が高く、柔軟で、導入しやすいクラウド・ロボティクス・システムへの進展は加速しており、Ubuntuはほぼ確実に、そのようなインフラの基本ソフトウェア・コンポーネントの一つになるでしょう。すでにかなりの程度でそうなっています。

こうしたサイバー・フィジカル・システムの構築コストは、中小企業の予算内にも収まるでしょう、とベル氏は示唆します。

「ムーアの法則を考えると、計算能力は増大しながら価格は下落し、デバイスとコンポーネントも小型化しています。

この3要素すべてが、ロボットであれ何であれ、デバイス内にハードウェアを組み込むことをよりコスト・エフェクティブにしています。

以前、ロボットがタブレット・コンピューターで制御されていたのは、ロボットにコンピューターを内蔵するには、必要な処理の複雑さからコストが高すぎたためです。

今では、適切な物理サイズと価格のハードウェアが、デバイスへの内蔵を可能にしています。

このトレンドはますます重要になるでしょう。

3年前なら手が出なかったことが、今日は完全に手の届く範囲です。デバイスによりますが。

これが、IoT組み込みデバイス上でUbuntuを動かす大きな機会だと考える理由です。デバイスをプラットフォームとして扱い、複数のアプリケーションを分離・コンテナ化された安全な方法で実行できるからです。」

ベル氏は、産業用ロボットがPLCやコンピューターの機能をますます統合する可能性について語ります。「伝統的な産業用ロボット空間は保守的ですが、これらすべての空間で——PLCのように——人々が専有の高価な組み込みOSを搭載し、極めて特注の開発を行ってきました。

私たちが見ているのは、クラウドでもデバイス上でもアクセスできる、よりオープンなプラットフォームの導入です。同じツールキットが使えます。これが多く起きています。」

「シリ、私の自動運転車にガレージから出て家の前で待ってるよう伝えて」

新たなイノベーションをもたらすロボティクス分野は、サービス・ロボティクス、パーソナル・ロボティクス——Kuriのようなおもちゃのような家庭用小型ロボット——だと言えます。

AmazonのAlexa搭載EchoやAppleのSiri搭載HomePodのようなスマートホーム・デバイスもこの分野に含められるでしょう。これらはデバイス自体は動きませんが、仮想ロボットを含むデバイスだからです。

鍵はクラウドへの接続性です。これらのロボットやデバイスが膨大な計算リソースにアクセスできるため、最も重要な機能の一つである自然言語処理が可能になります。

音声認識と自然言語処理には、流暢で文法的に正しく、もごもごしない話し手であっても、膨大な計算リソースが必要です。完全には解決されていない課題ですが、ベル氏は解決が遠くないと考えています。ただしまだやるべきことはあると認めています。

「まだ多くの開発が必要です。しかし、加速するでしょう。市場機会があると人々が気づけば、急速にイノベーションが起きます。

現在は機能が限られていますが、音声認識のように急速に進化しています。以前はローカル・デバイスで全ての音声認識を行っていましたが、PCであれ何であれ、決して優れていませんでした。

現在、大手テック企業のすべての音声認識アプリケーションはクラウドで動いています。これにより開発者はクラウドで処理でき、大量の機械学習で音声認識を改善できます。

話しかけられるロボットがあって、話しかけ続ければ、音声認識と理解はどんどん良くなります。ハードウェアがクラウドと通信し、何を言うべきか、何をすべきかを理解します。」

ベル氏は、かつて典型的な携帯電話はレンガほどの大きさで、今のずっと小さなスマートフォンのほんの一部のことしかできなかったことを指摘します。音声認識と自然言語処理も同様の速度で進歩しています。

主にソフトウェアの課題ですが、この進歩はロボットやホーム・オートメーション・デバイスなどのハードウェアにも影響を与え、ベル氏はこれらがロボティクス・自動化業界全体の大きな成長ドライバーになると信じています。

「サービス・ロボットの分野がより急速に成長すると思います」とベル氏。「サービス・ロボットは、ホスピタリティ、ケータリング、レストラン、ホテルなど、あらゆる分野に存在し得ます。

中国のホテルに導入されたホスピタリティ・ロボットを開発する企業と協業しました。それらはUbuntuを採用しています。

以前存在しなかったデバイスの新たなマーケットプレイスを創出する新領域です。

サービス・ロボットについては、3〜5年以内に大規模な採用が始まると感じています。」

ベル氏は、Google、Apple、IBMなどテック大手が自然言語処理で達成したソフトウェア面の進歩と、微小なコンピューティング・ハードウェア・プラットフォームの増加により、より多くの処理を機械上でローカルに実行できるようになっていることを指摘します。

「素晴らしい例はインテルEuclidです」とベル氏。「RealSenseカメラ内蔵のデバイスで、ロボット構築を可能にする開発キットが付属します。ロボットのプロトタイピングが可能です。

消費者向けでも産業向けでも、本当に素晴らしいニュースです。

UbuntuとROSがプリインストールされ、RealSenseカメラが搭載・サポートされている、箱から出してすぐロボット・アプリケーション開発を始められる製品の非常に良い例です。」

Apple iPhoneのような世界的現象は二度と誰にも真似できないかもしれませんが、Appleの世界の外にも、イノベーションと発明のための十分なスペースと商業機会があります。

実は、ある会計期間ではサムスンがAppleより多くのスマホを販売しています。

それもスマホだけの話です。

音声認識、自然言語処理、Raspberry Piマイコン、Arduinoボード、インテルEuclidなど、基本的なツールだけを挙げても、AR/VRツールセットを除いても、何のデバイスが発明されるか誰にもわかりません。

あなたの言うことを全て理解できるコンピューティング・システムで何ができるか？ おそらく、ほぼ何でも。

唯一の制約はハードウェアかもしれません。

しかし、その制約にもタイムリミットがあります。誰も本当のタイムリミットは知りません。エンジニア、開発者、起業家の独創性とビジョン次第でしょう。