携帯ゲーム機で無期限にゲームができるというのは、親にとっては最悪の悪夢かもしれない。しかし、これはおもちゃではない！デルフト工科大学（オランダ）とノースウェスタン大学（米国イリノイ州）の研究者が開発した科学的ツールなのだ。彼らは、バッテリーレスの間欠的コンピューティングの限界を、楽しさと相互作用の領域にまで押し広げることにした。これはまた、持続可能な未来への新たな一歩でもある。
間欠コンピューティングとは、回復力のことである。これは、何十億もの低電力モノのインターネット・デバイスが、エネルギー・ハーベスティングを優先してバッテリーを破棄することを可能にし、1秒間に最大100回の電源遮断がある状況下で適切な動作を保証する。このような断続的な動作には、メモリの一貫性や正確な計時など、多くの課題が伴う。そして、これまでのところ、科学用途の小型センサーへの応用に成功している。しかし、楽しみはそこで終わりではない。
太陽電池とユーザーパワーで動くゲームボーイ™
研究者らは、消費者向けアプリケーションに向けた研究の第一歩として、史上最も人気のある携帯ゲーム機の1つである8ビットの任天堂ゲームボーイのバッテリーレスで故障に強いクローンを作成した。このエネルギー考慮型ゲームプラットフォーム（ENGAGE）は、Ambiq Apollo3 Blue Arm®Cortex®-M4 SoCを搭載し、初代ゲームボーイのサイズとフォームファクターを持ちながら、筐体の前面にソーラーパネルを搭載しています。ユーザーがボタンを押すことが第2のエネルギー源となる。最も重要なのは、ゲームボーイのプロセッサーを完全にエミュレートできることだ。このソリューションには多くの計算能力、つまりエネルギーが必要だが、人気のあるレトロゲームであれば、オリジナルのカートリッジからそのままプレイすることができる。
伝統的なセーブゲームはもういらない
停電の間、許容できるゲームプレイ時間を確保するため、研究者たちはシステムのハードウェアとソフトウェアを一から設計し、エネルギーを意識したものにするとともに、非常にエネルギー効率の高いものにする必要があった。また、システム状態を不揮発性メモリに保存する新しい技術を開発し、オーバーヘッドを最小限に抑え、電源が回復したときに素早く復元できるようにした。スーパーマリオ・ランド』のようなプラットフォーム・ゲームでは、ジャンプの途中であっても、デバイスの電源が完全に切れた時点からゲームプレイを続行できるため、従来のプラットフォームで見られたセーブ・ゲームは必要な��なった。
ライトオン、サウンドオフ
あまり曇っていない日で、少なくとも適度なクリックを必要とするゲームでは、ゲームプレイの中断は通常10秒につき1秒未満である。チェス、ソリティア、テトリスなど 、一部のゲームではプレイ可能なシナリオだが、すべての（アクション）ゲームではまだそうではない。光の状態が悪化すると、ユーザー体験も悪化する。ゲームにサウンドがないため、ユーザーの没入感も損なわれます。研究者の一人であるJasper de Winkel氏は、「電源が遮断されても音を楽しめるようにするにはどうすればよいかは、未解決の研究課題です」と言う。
意識改革
最先端の21世紀型携帯ゲーム機がバッテリーフリーになるまでには、まだ長い道のりがある。ENGAGEプラットフォームは、その第一歩に過ぎない。楽しいおもちゃであることにとどまらず、断続的なコンピューティングを継続的なユーザーの注意とユーザーとの相互作用の領域に適用する場合、音の他にも多くの未解決の問題があるため、主に意識を高めるために開発された。また、このプラットフォームは、断続的なシステムを使用する人々のインタラクティブな行動を研究するためのツールとしても機能します。しかし何よりも、このプラットフォームは、バッテリーへの依存をさらに減らすために開発された。バッテリーはコストがかかり、環境にも有害であるため、機器全体が埋立地行きにならないよう、最終的には交換しなければならない。ゲームが人々のストレスや退屈を軽減するのに対し、断続的コンピューティングはゲームの環境への影響を軽減するのに役立つ。
著者について
Jasper de Winkelと Vito Kortbeekは、デルフト工科大学のEmbedded and Networked Systems Groupの博士課程の学生である。Joshiah Hesterはノースウェスタン大学の助教授で、Ka Moamoa（グローバルスケールのアプリケーションにおけるエネルギー効率に優れたコンピューティングを探求する研究室）を率いている。Przemyslaw Pawelczakはデルフト工科大学の助教授で、エネルギー自律組込みシステムに特化したデルフト工科大学の持続可能システム研究所を率いる。すべての著者の連絡先は、https://www.jasperdewinkel.com/、http s://www.vitokortbeek.com/、http s://www.josiahhester.com/、http s://www.pawelczak.net/。
注：ENGAGEの詳細についての論文はhttps://doi.org/10.1145/3411839、ENGAGEのソースコードはhttps://github.com/tudssl/engage。
