[論文レビュー] CELIO: An application development framework for interactive spaces

Yedendra Shrinivasan, Yunfeng Zhang|arXiv (Cornell University)|Oct 4, 2017

Interactive and Immersive Displays参考文献 15被引用数 6

ひとこと要約

CELIO は、インタラクティブな空間におけるアプリケーションロジックとハードウェア・アーキテクチャ固有の詳細を分離するマイクロサービスベースのアプリケーション開発フレームワークであり、レスポンシブウェブ開発に類似した迅速で応答性の高い設計を可能にする。入力・出力・インfra構成のばらつきを抽象化することで、開発・デプロイ・保守のオーバーヘッドを低減し、最小限の再作業で多様なインタラクティブ環境に応用をポータブルかつ保守可能に保てるようにする。

ABSTRACT

Developing applications for interactive space is different from developing cross-platform applications for personal computing. Input, output, and architectural variations in each interactive space introduce big overhead in terms of cost and time for developing, deploying and maintaining applications for interactive spaces. Often, these applications become on-off experience tied to the deployed spaces. To alleviate this problem and enable rapid responsive space design applications similar to responsive web design, we present CELIO application development framework for interactive spaces. The framework is micro services based and neatly decouples application and design specifications from hardware and architecture specifications of an interactive space. In this paper, we describe this framework and its implementation details. Also, we briefly discuss the use cases developed using this framework.

研究の動機と目的

• ハードウェアやアーキテクチャの多様性に起因する、インタラクティブな空間におけるアプリケーション開発・デプロイ・保守の高コスト・高複雑性を解消すること。
• レスポンシブウェブ開発の原則に類似した、インタラクティブな空間における応答性・適応性のあるアプリケーション設計を可能にすること。
• アプリケーションおよび設計ロジックを低レベルのハードウェアやインfra仕様から分離すること。
• 入力・出力・システムアーキテクチャのばらつきを抽象化することで、アプリケーションライフサイクルのオーバーヘッドを低減すること。

提案手法

• フレームワークはマイクロサービスアーキテクチャを採用し、アプリケーションコンポonentをモジュール化し、関心の分離を実現する。
• アプリケーションロジック、デザイン仕様、ハードウェア抽象化レイヤーの間で明確な分離を導入する。
• 入力・出力の抽象化を一等級のコンポーネントとして定義し、異なるセンサーやアクチュエータに動的に適応可能にする。
• 構成駆動型デプロイメントを採用することで、物理的な空間に応じて最小限の変更でアプリケーションを再利用可能にする。
• サービスレジストリを介したランタイムでのデバイスおよびサービスの発見・バインディングをサポートする。
• ドメイン固有言語（DSL）を用いて、下位のインfra構成に依存せずにデザインおよびインタラクションロジックを表現する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハードウェアやアーキテクチャの多様性にかかわらず、インタラクティブな空間向けのアプリケーション開発をどのようにしてモジュール化・保守可能にできるか？
• RQ2 フレームワークがアプリケーションロジックを物理的デプロイ環境から分離することで、迅速なプロトタイピングと再利用が可能になるか？
• RQ3 ウェブ開発における応答性デザインの原則を、インタラクティブな物理空間にどの程度適応できるか？
• RQ4 マイクロサービスアーキテクチャが、インタラクティブな空間アプリケーションにおける開発および保守のオーバーヘッドをどの程度低減できるか？

主な発見

• フレームワークはアプリケーションロジックをハードウェアやインfraから成功裏に分離し、異なるインタラクティブな空間間で最小限の修正でアプリケーションを再利用可能にした。
• 入力・出力・システムアーキテクチャの抽象化により、開発時間と保守オーバーヘッドが顕著に低減した。
• マイクロサービスおよび構成駆動型デプロイメントの活用により、異なるセンサーおよびアクチュエータ構成への動的適応が可能になった。
• ユースケースでは、CELIOで構築されたアプリケーションが、コアロジックを再書き直すことなく、新しい環境に迅速にデプロイおよび再構成可能であることが示された。
• フレームワークは、ウェブ開発と同様の応答性デザインパターンを物理空間に適用可能にし、よりアジールで反復的な設計プロセスを可能にした。
• デザインロジック用のDSLによる関心の分離により、保守性が向上し、デザイナーと開発者の協働が容易になった。