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アートによる高速通信技術の新たな可能性の実験

#光無線/テラヘルツ

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背景

ソフトバンクの先端技術研究所では、単に技術を研究するだけでなく、それを活用して社会を変えていくことを目指しています。特に通信技術は、単体で価値をもたらすものではなく、活用手法と組み合わせて初めて価値が提供できる技術になります。今回は、アーティストの真鍋大度氏の力を借り、アートという既成概念にとらわれない創造力で、通信技術の可能性を探求する実験的な取り組みを行いました。本レポートでは、作品に使用した技術の解説や、展開性について紹介します。

実施内容

2023年4月1日から5月10日まで、山梨県北杜市の清春芸術村 - 安藤忠雄 光の美術館にて、真鍋大度氏の個展「EXPERIMENT」が開催されました。本個展では、超高速通信技術と生命知能の概念を探求する実験、実装を行い、一連の過程がリアルタイムで公開されました。ソフトバンクの先端技術研究所は、「EXPERIMENT1:Telephysarumence」と「EXPERIMENT2:Teleffectence」の2作品に、低遅延通信技術を提供しました。

個展が開催された「清春芸術村 - 安藤忠雄 光の美術館」

EXPERIMENT1:Telephysarumence

システム構成

本作では、光の美術館とソフトバンクのデータセンターの間をネットワークで接続し、データセンターのサーバーで生成した映像を会場のモニターにリアルタイムで配信しました。光の美術館のモニター下にあるセンサーで、来場者の動きをリアルタイムにキャプチャーし、データセンターのサーバーに送信します。サーバー上では、粘菌の振る舞いを模倣するシミュレーターが動作しており、送信された観客の動きのデータと合わせて映像と音を生成します。そして、生成された映像と音を、会場のモニターとスピーカーに配信します。高精細な映像やインタラクティブな表現を実現するためには、描画処理や解析処理をリアルタイムで行うための潤沢なコンピューティングリソースが必要です。従来は、会場に高性能なコンピューターを設置する必要がありましたが、本作では、ネットワークを使用して低遅延に遠隔地の高性能計算機と接続することで、会場はセンサーやモニターなどのシンプルな簡易な設備での展示を実現しました。会場とデータセンターの間は、ソフトバンクのモバイルネットワークを使って閉域網を構築しました。

設備構成図

システム構成図

主なパラメーター

ローカル構成とリモート構成の遅延比較

会場に重厚な計算機を設置する従来の構成(ローカル構成)と、今回の構成(リモート構成)の鑑賞体験の比較を行いました。リモート構成におけるネットワーク接続の影響を検証するため、データセンターのサーバーと会場のPC間で遅延を測定しました。結果は下表(リモート構成のネットワーク遅延)の通り、ローカル構成とほぼ変わらない値となりました。

ローカル構成とリモート構成の概要

リモート構成のネットワーク遅延

以下は、ローカル構成とリモート構成の遅延を視覚的に比較するため、モニター下のセンサー情報を双方の構成で処理した際の動画です。モニターに表示される映像にはほとんど差がないことが確認できます。

ローカル構成とリモート構成の遅延比較

モバイルネットワークを利用して実施することの意義

本作では、モバイルネットワークを用いて会場とデータセンター間に閉域ネットワークを構築しました。以下は、インターネット上のサーバーへアクセスした遅延とモバイルネットワーク上のサーバーへアクセスした遅延を比較した表です。インターネットは、さまざまなオペレーターの設備を経由するため、制御が非常に難しく、遅延のばらつきが大きくなります。一方でモバイルネットワークはソフトバンクで制御が可能なため、遅延のばらつきを抑えることが可能です。そのため、今回の個展のように常に安定した品質が求められるケースでは、モバイルネットワークの特長を生かすことができ、また、閉域環境では、インターネットへアクセスをしないため、セキュリティの観点でもメリットがあります。

モバイルネットワークとインターネットの遅延比較

ネットワークがもたらす可能性

本作では、解析や描画処理はネットワーク上のサーバーで処理をしているため、同じネットワーク内であれば、複数の会場でも作品展示が可能です。今回、解析/描画処理を実行する仮想インスタンスに割り当てた、NVIDIA A40 GPUの使用率は25%にも満たしてなく、これらの余剰リソースをネットワークを通じて展開することで、新たな表現手法などにも活用できる可能性があります。

GPUリソース利用率向上の可能性

Research Areas
研究概要