[論文レビュー] Software for Wearable Devices: Challenges and Opportunities

He Jiang, Xin Chen+4 more|arXiv (Cornell University)|Apr 3, 2015

Green IT and Sustainability参考文献 13被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、ウェアラブルデバイスのソフトウェア開発における主な課題と機会を特定し、分析しており、システムアーキテクチャ、プライバシー、エネルギー効率、ヒューマンコンピュータインタラクションの分野をカバーしている。本論文は、ウェアラブルシステムにおけるソフトウェア工学の核心的問題に対処する包括的なフレームワークを提案し、この成長著しい分野における今後の研究開発のインサイトを提供する。

ABSTRACT

Wearable devices are a new form of mobile computer system that provides exclusive and user-personalized services. Wearable devices bring new issues and challenges to computer science and technology. This paper summarizes the development process and the categories of wearable devices. In addition, we present new key issues arising in aspects of wearable devices, including operating systems, database management system, network communication protocol, application development platform, privacy and security, energy consumption, human-computer interaction, software engineering, and big data.

研究の動機と目的

• ウェアラブルデバイスのソフトウェア開発における主な課題を特定し、分類すること。
• オペレーティングシステム、データベース、通信プロトコルなどのシステムレベルのソフトウェアコンponentsにおける新興課題を分析すること。
• プライバシー、セキュリティ、エネルギー消費、ヒューマンコンピュータインタラクションといったクロスカuttingな懸念事項を検討すること。
• ビッグデータとソフトウェア工学の実践がウェアラブルシステムに果たす役割を調査すること。
• ウェアラブルソフトウェアプラットフォーム分野における今後の研究開発の基盤を提供すること。

提案手法

• ウェアラブルコンピューティング分野における既存の文献および技術トレンドの体系的レビュー。
• フォームファクタ、機能、展開環境に基づくウェアラブルデバイスの分類。
• ウェアラブル環境におけるユニークな課題を有する主要なソフトウェアスタックコンponentsの特定。
• 低消費電力、リアルタイム応答性、コンテキスト認識といった非機能的要件の分析。
• リソース制限、モバイル性、コンテキスト感受性を特徴とするウェアラブルシステムに特化したソフトウェア工学実践の議論。
• ヒューマンコンピュータインタラクション、サイバーセキュリティ、データ管理の知見を統合し、包括的なソフトウェア課題を提示すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ウェアラブルデバイス向けのアプリケーションを設計・展開するにあたり、主なソフトウェア課題は何であるか？
• RQ2 オペレーティングシステムやデータベース管理システムといったシステムレベルのコンponentsは、ウェアラブルシステムと従来のモバイルシステムとでどのように異なるか？
• RQ3 ウェアラブルソフトウェアにおけるエネルギー効率、プライバシー、使いやすさの間で、どのような重要なトレードオフが生じるか？
• RQ4 信頼性とスケーラビリティに優れたウェアラブルアプリケーションの開発を支援するため、ソフトウェア工学の実践をどのように適合させられるか？
• RQ5 ビッグデータは、ウェアラブルデバイスのソフトウェアの機能性と知能をどのように向上させるか？

主な発見

• ウェアラブルデバイスは、リソース制限、連続稼働、コンテキスト認識要件のため、ユニークなソフトウェア課題を引き起こす。
• ウェアラブル用オペレーティングシステムは、低遅延、エネルギー効率、シームレスなコンテキスト適応を優先する必要がある。
• 継続的なデータ収集と個人情報の露出が理由で、プライバシーやセキュリティが顕著に懸念事項となる。
• エネルギー消費は依然として主要な制約であり、最適化されたシステムレベルのソフトウェアとランタイム管理が不可欠である。
• ウェアラブルにおけるヒューマンコンピュータインタラクションは、ジェスチャー、音声、コンテキスト認識といった新しいインタラクションモデルを要請する。
• ウェアラブルソフトウェアへのビッグデータ分析の統合により、能動的でパーソナライズされたサービスが可能になるが、スケーラビリティとプライバシーの新たな課題が生じる。