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» 2019年10月31日 10時00分 公開

「私の自作機に勝てるマシンを探していた」 ドローンを使った画像処理研究に取り組む京大・渡辺連携准教授が「HP Z Workstation」を選んだ理由

[PR/ITmedia]
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 「私の自作機に勝てるマシンを探していた」──そう話すのは、京都大学東南アジア地域研究研究所の渡辺一生連携准教授だ。東南アジア地域における自然環境や現地住民の生活、文化の関係を調査・研究する目的で、ドローンの空撮画像を使った分析を行う渡辺氏は、処理に大きな負荷がかかる高精細画像を大量に扱うために、日本HPの高性能ワークステーション「HP Z Workstation」を選んだ。

フィールドワークでドローンを活用

 1963年に設置された京都大学東南アジア地域研究研究所(旧京都大学東南アジア研究センター)は、東南アジアとその周辺地域の総合研究をミッションに掲げ、文系・理系の各分野の専門家が横断して行う実地調査に基づく研究を50年以上にわたって推進してきた組織だ。東南アジア地域と世界の諸地域を比較して、地域が抱える問題の理解と、解決に向けた指針を提供することを目指している。

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 渡辺氏は同研究所の環境共生研究部門に在籍し、情報工学技術をフィールドワークに取り入れた研究を行うフィールドロボティクスプロジェクトの統括責任者を務めている。

 2018年度に発足した同プロジェクトは、ドローンなどのロボティクス技術やIoTを活用したフィールドワークを行うものだ。主にタイ、ミャンマー、インドネシアで活動しており、例えばインドネシアのスマトラ島では、森林火災の原因となる泥炭湿地やアブラヤシ農地、土壌温度環境などを調査するため、通常のカメラやサーモグラフィーカメラを搭載したドローンを飛ばし、空撮した高精細な連続写真を画像処理して地理情報システム(GIS)上に可視化するといった取り組みを行っている。

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photo 京都大学東南アジア地域研究研究所の渡辺一生氏

 渡辺氏がドローンに着目するようになったのは、ドローンが普及し始めた2014年頃のこと。従来のフィールドワークは、現地に足を運んで実際に歩き回って調査していたが、調査範囲が広域であったり、森林火災の現場のように足を踏み入れるのが危険だったりする場所も多々ある。

 人工衛星で撮影した衛星写真を解析するという手段もあるが、地球を周回する衛星が常に目的の場所の写真を撮れるとは限らず、熱帯地域では上空が雲に覆われていることも多い。

 それらの課題を解決する手段として活躍するのが、雲の下を低空飛行して詳細な画像を空撮できるドローンだった。

 「ドローンの操縦やメンテナンスを独学で学び、現地に機体を持ち込んで調査活動に使っていました。ドローンは大小さまざまな機体がありますが、私たちが行う調査の用途に合わせてドローンの機種を選ぶ必要があります」(渡辺氏)

 渡辺氏は、用途に応じたドローンを調達するにあたり、同じく京都にあるドローン専門店『SkyLink Japan』と協業関係を結ぶことになる。

photo WorldLink & Companyの林優氏(執行役員 営業本部 ゼネラルマネージャー)

 SkyLink Japanを運営するWorldLink & Company社は、2014年に設立されたドローン専門企業だ。京都市内にドローン専門店を構えてドローン関連製品を販売するだけでなく、ドローンに関するさまざまなソリューションビジネスを展開している。

 「当社は産業分野のドローン活用に関するシステムソリューションのコンサルティング、空撮やデータ解析の支援、パイロットの派遣・養成といったドローンに関するあらゆるビジネスを行っています。渡辺先生が取り組む研究に協力するにあたり、現在は渡辺先生には当社の技術顧問として、いろいろなアドバイスをいただいています」(WorldLink & Company 執行役員 営業本部 ゼネラルマネージャー 林優氏)

photo SkyLink Japanの店舗

自作ワークステーションと同等以上の性能を発揮した「HP Z8 G4 Workstation」を採用

 WorldLink & Company社との協業によって、ドローンの調達には困らなくなった渡辺氏だが、研究を進めるにあたり大きな課題に直面していた。それは、ドローンで空撮した高解像度の画像を高速に処理するために適したコンピューティングシステムがないことだった。

 「ドローンで空撮した連続写真は、現地から日本に持ち帰って画像処理を行います。さまざまな角度から撮影した大量の高精細画像を重ねて3次元データを生成し、それを地理情報システム(GIS)にマッピングするのですが、その処理を実行するには非常に強力なコンピューティングシステムが必要です。そうしたシステムを用意するために、当初は高速・高性能なCPU、グラフィックス、メモリをパーツ単位で集め、ホワイトボックスのワークステーションを自作していました」(渡辺氏)

 しかし、ワークステーションを自作するには、手間がかかる。さらにパーツの故障や不具合が発生した場合は、全て自己責任でメンテナンスしなければならず、安定稼働の面でも不安があった。ワークステーションはあくまで研究に使うための道具・手段であり、その運用管理に負荷がかかってしまっては本末転倒だ。

 「運用管理の負荷を軽減するには、サポートが充実したメーカー製ワークステーションを導入することが一番です。しかし、私たちが自作したワークステーションを超える性能のメーカー製ワークステーションをなかなか見つけることができませんでした。例えば、実際のデータを使って性能テストを実施した際に、自作ワークステーションでは11分足らずで終了する初期段階の処理が、メーカー製のラックマウント型ワークステーションでは44分もかかってしまうことがありました」(渡辺氏)

 そんな課題を抱えていた中、大手ITベンダー出身の林氏を通じて紹介されたのが、日本HPのワークステーション「HP Z Workstation」だ。今回はその中でも高度な処理を実現するインテル® Xeon® Gold 6128 プロセッサー 及びインテル® Optane™ SSD 905p 480GB AiC PCIe搭載のハイエンドモデル「HP Z8 G4 Workstation」を試用することとなった。

photo 「HP Z8 G4 Workstation」
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インテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサーは、効率的なマルチタスク、高度なモデリング、複雑なアプリケーション、プロフェッショナルレベルのVRに適した本格的なハイパフォーマンス・ワークステーション・プラットフォームを提供します。


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ワークステーション・クラスのパフォーマンスと業界トップクラスの耐久性を誇り、最上級のストレージ体験をもたらす新境地を拓いたインテル® Optane™ SSD 900P シリーズ。かつてないほど高性能なデスクトップ PC やワークステーションを実現し、プロフェッショナル・ユーザーや、コンテンツ・クリエーター、エンスージアストの生産性を高めます。


 「HP Z8 G4 Workstationを試用するにあたり、日本HPはどんなスペック構成が研究用途で最も効果的な性能とコストのバランスを得られるのか、デモ機を使いながら私と一緒になってカスタマイズとチューニングを繰り返し行ってくれました。その結果、自作ワークステーションとほぼ同じコストで、同等以上の性能を出すことに成功したのです。これが決め手となり、HP Z8 G4 Workstationを本格導入することにしました」(渡辺氏)

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 渡辺氏が導入したHP Z8 G4 Workstationは、京都大学東南アジア地域研究研究所が実施しているドローンを使った調査研究に使われるだけでなく、World Link &Company社においても日本国内のドローンを使った空撮ソリューションの画像処理に活用されている。例えば、土砂災害危険箇所を早期に発見するために、ドローンで空撮した画像を使って3次元モデリング処理を行ったり、人が立ち入ることの難しい山間部の高所にある建造物の点検と修繕箇所の発見を目的とした画像処理を行ったりする用途にも活用された。

 HP Z8 G4 Workstationの高速なコンピューティングシステムを手に入れた渡辺氏。しかし、東南アジア地域でフィールドワークを行った際のデータを処理するために、日本へ一度帰国しなければならないという課題は解決できていなかった。そこで追加導入をもくろんでいるのが、わずか2.7リットルという小型筐体でワークステーションの性能を実現したインテル® Xeon ®プロセッサーE-2144G 搭載の「HP Z2 Mini G4 Workstation」だ。

 HP Z2 Mini G4 Workstationは、ハイエンドモデルのHP Z8 G4 Workstationには及ばないものの、ドローンで空撮した画像の一部をその場で処理するエッジコンピューティングシステムとしては十分な処理性能が確保できる。

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photo 「HP Z2 Mini G4 Workstation」
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インテル® Xeon® E プロセッサーは、強力なモバイル・ワークステーションとエントリー・ワークス テーション用に設計された最新のインテル® グラフィック スをサポートし、プロセッサースピード、メモリ機能の強化、 ハードウェアの強化されたセキュリティおよび信頼性の機能 の重要なパフォーマンスと改善を提供します。


 「現地に持ち運ぶのも容易なので、今後はドローンとHP Z2 Mini G4 Workstationを直結し、ドローンの画像をそのままワークステーションに取り込んで処理するといったシステムの開発も視野に入れています」(渡辺氏)

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 ドローンをはじめとするロボティクス技術を研究開発に取り入れ、大量の高精細画像を高速に処理するコンピューティングシステムとしてHP Z Workstationを活用する渡辺氏。これからもHP Z Workstationは、京都大学東南アジア地域研究研究所の研究に貢献するとともに、その成果を日本国内にフィードバックしたさまざまな活動を支えていくことだろう。

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提供:株式会社日本HP
アイティメディア営業企画/制作:ITmedia NEWS編集部/掲載内容有効期限:2019年11月7日