[論文レビュー] The "Hot Potato" Case: Challenges in Multiplayer Pervasive Games Based on Ad hoc Mobile Sensor Networks and the Experimental Evaluation of a Prototype Game

Ioannis Chatzigiannakis, Georgios Mylonas+4 more|arXiv (Cornell University)|Feb 4, 2010

Energy Efficient Wireless Sensor Networks参考文献 18被引用数 12

ひとこと要約

本論文では、Sun SPOTハードウェアに基づくアドホックモバイルセンサーネットワークを用いたマルチプレイヤー分散型ゲーム「ホットポテト」を提示する。プレイヤーは近接性と動きを介して仮想の『ポテト』を渡す。プロトタイプは、14名のプレイヤーが同時に参加可能な分散型で自己組織的環境においても満足できるパフォーマンスを示しており、センサーネットワークを基盤とするパーソベイントゲームの実現可能性を裏付けている。

ABSTRACT

In this work, we discuss multiplayer pervasive games that rely on the use of ad hoc mobile sensor networks. The unique feature in such games is that players interact with each other and their surrounding environment by using movement and presence as a means of performing game-related actions, utilizing sensor devices. We discuss the fundamental issues and challenges related to these type of games and the scenarios associated with them. We also present and evaluate an example of such a game, called the "Hot Potato", developed using the Sun SPOT hardware platform. We provide a set of experimental results, so as to both evaluate our implementation and also to identify issues that arise in pervasive games which utilize sensor network nodes, which show that there is great potential in this type of games.

研究の動機と目的

• アドホックモバイルセンサーネットワークを用いたマルチプレイヤー分散型ゲームを設計する上での課題を調査すること。
• 無線センサーネットワークノードを用いて、リアルタイムで相互作用的で位置認識可能なゲームを実現する可能性を評価すること。
• 物理的環境のいかなる場所でも即座にセットアップ可能な、完全に分散型で自己組織的であるゲームシステムを実証すること。
• 現実世界のマルチプレイヤー環境におけるプレイヤーの関与度とシステムパフォーマンスを評価すること。
• 動的で低密度のセンサーネットワークにおけるCPU使用率、メモリ管理、ネットワーク信頼性の主な技術的ボトルネックを同定すること。

提案手法

• 無線通信、センシング、分散計算をサポートするSun SPOTセンサーノードを用いて「ホットポテト」ゲームを実装した。
• 近接性に基づくゲームプレイを可能にするために、双方向の隣接ノード検出にエコー・プロトコルを採用した。
• プレイヤーの行動（ポテトの渡し行動など）に基づくゲーム状態の変更を調整するためにアクション・プロトコルを使用した。
• 従来のUIを用いずに、ジェスチャー認識、LEDフィードバック、ボタン入力を統合してプレイヤーとのインタラクションを実現した。
• 動的メモリ割り当てとガーベジコレクションを備えたSquawk VMに依存し、リソース制限のあるデバイス上でゲームを実行した。
• 人間のプレイヤーを用いた実世界実験を通じて、システムパフォーマンスとユーザー体験を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アドホックモバイルセンサーネットワークは、最小限のインfrastrucureでリアルタイムでマルチプレイヤー分散型ゲームをどのようにサポートできるか？
• RQ2 動的で低密度のモバイルネットワークにおいて、同期と調整を維持する上での主な技術的課題は何か？
• RQ3 Sun SPOTのようなリソース制限のあるセンサーデバイスが、複雑でインタラクティブなゲーム論理をどの程度サポートできるか？
• RQ4 従来の入力デバイスに依存せず、動きと存在感に依存するゲームに対してプレイヤーはどのように認識し、関与するか？
• RQ5 このようなシステムの性能限界は、プレイヤー数、CPU使用率、メモリ消費量の観点からどの程度か？

主な発見

• システムは、中央集権的な制御なしに、完全に分散型で自己組織的かつ14名の同時参加を成功裏にサポートした。
• CPU使用率は、実環境における非対称的かつ動的な無線リンクのため、隣接ノード検出に不可欠なエコー・プロトコルに起因して圧倒的だった。
• メモリ使用量は512 KBの制限内に安定していたが、ガーベジコレクションが複数回発生し、CPU負荷が上昇した。
• プレイヤーは非常に肯定的な体験を報告し、ゲームを没入的で、即興的かつ大規模グループ向けに適したものと認識した。
• アクション・プロトコルは、ネットワークのダイナミクスのため、一部のケースでポテトの渡しが失敗した。これは、現実世界の無線行動の複雑さを示している。
• 結果から、Sun SPOTデバイスはこのようなパーソベイントゲームのプロトタイピングに十分であるが、ハードウェアおよびネットワーク制約によりスケーラビリティは限界に達していることが確認された。