スマートフォンが今や持つ最も重要な機能の一つは、自分の現在位置を把握できることです。デスクトップパソコン、ノートパソコン、パーソナルナビゲーションデバイス、さらには持ち運びが難しいタブレットなどよりも、スマートフォンは位置情報と他の多くのデータを組み合わせることで、新たなサービスを提供します。
「ゲーミフィケーションの側面、ソーシャルな側面、そして実利的な側面がある」と、カレント・アナリシスのアナリスト、アヴィ・グリーンガート氏は述べた。グリーンガート氏は、携帯電話の位置情報サービスが第二段階にあり、基本的な地図や道案内といった機能を超えて、ソーシャルアプリケーションやその他の用途へと進化していると考えている。第三段階では、私たちが予期していないような用途が生まれるかもしれない。
他のデジタル技術と同様に、これらの新機能にはメリットだけでなく懸念も伴います。電子フロンティア財団のシニアスタッフテクノロジスト、セス・ショーン氏は、位置情報に関しては消費者が特にプライバシーを懸念していると述べています。位置情報が知られると、ストーカーや逮捕といった身体的安全に影響が出るからです。しかし、ほとんどの人は、サービスプロバイダーが訴訟で位置情報データを引き渡したり、ハッカーがアプリベンダーからデータを盗んだりするといった危険性を考えずに、位置情報サービスを受け入れています。
「この移行はあまりにも急速だったため、人々はその影響が大規模に及ぶまで十分に検討していません」とショーン氏は述べた。「ほとんどの人は、どの位置情報技術が能動的で、どの技術が受動的であるかさえ明確に理解していません。」アプリプロバイダーの慣行の多くは、長期にわたる利用規約に埋もれています。ショーン氏によると、位置情報の収集を許可するアプリの数が増えるほどリスクは増大するため、消費者には少なくとも一つのコントロール要素があるということです。
携帯電話が位置情報を特定するために使用できるシステムは、現在少なくとも10種類、あるいは開発中である。多くの場合、複数のシステムが組み合わせて使用され、あるシステムが効果を発揮しなくなった場合に別のシステムが介入する。
1. GPS
全地球測位システムは米国国防総省によって開発され、1990年代後半に初めて携帯電話に搭載されました。屋外で自分の位置を確認する方法として、今でも最もよく知られています。
GPSは、宇宙から位置情報と時刻データを直接携帯電話に送信する衛星群を利用します。携帯電話が3基の衛星からの信号を受信できれば、平面地図上で現在地を表示でき、4基の衛星からの信号を受信できれば、高度も表示できます。
他の国々もGPSに似た独自のシステムを開発していますが、GPSと競合するのではなく、むしろ屋外での位置情報の特定を容易にしています。ロシアのGLONASSはすでに運用開始されており、中国のCompassは試験運用中です。欧州のGalileoと日本の準天頂衛星システムも開発中です。携帯電話のチップメーカーは、複数の衛星群を利用してより迅速に位置情報を取得できるプロセッサを開発しています。
2. アシストGPS
GPSは、スマートフォンが3つか4つの衛星を見つけると正常に機能しますが、屋内や、衛星信号を反射する建物が立ち並ぶ「アーバンキャニオン」にいる場合は、検出に時間がかかる場合や、全く検出されない場合があります。アシストGPSとは、こうした問題を解決するのに役立つツール群を指します。
待機時間が発生する理由の一つは、衛星を初めて発見した際に、携帯電話が今後4時間の位置に関する情報をダウンロードする必要があるためです。携帯電話は衛星の追跡を継続するためにこの情報を必要とします。情報が携帯電話に届くとすぐに、GPSサービスがフル稼働を開始します。
通信事業者は、衛星回線よりもはるかに高速な携帯電話やWi-Fiネットワーク経由でデータを送信できるようになりました。これにより、GPSの起動時間は45秒から15秒以下に短縮される可能性がありますが、それでも予測は不可能だと、位置情報技術企業RX NetworksのCEO、ガイラン・ロイ＝マクハビー氏は述べています。
3. 合成GPS
上述のアシストGPSは、利用可能なデータネットワークと衛星情報の送信時間を必要とします。合成GPSは、コンピューティングパワーを用いて、衛星の位置を数日または数週間先まで予測します。この種の技術を専門とするRXのロイ＝マクハビー氏によると、この機能は当初データセンターで始まりましたが、スマートフォン自体でも実行できるケースが増えています。搭載されている衛星データのキャッシュがあれば、スマートフォンは2秒以内に位置を特定できる場合が多いと同氏は言います。
4. セルID
しかし、GPSを高速化する技術はどれも、携帯電話が3つの衛星を見つける必要がある。通信事業者はGPSなしで携帯電話の位置を特定する方法を既に知っており、携帯電話にGPS機能が搭載される前から知っていた。通信事業者は、セルIDと呼ばれる技術を用いて、顧客がどのセルを使用しているか、そして隣接するセルからどれだけ離れているかを把握する。特定の携帯電話がどの基地局のどのセクターを使用しているかを把握し、基地局の識別番号と所在地のデータベースを使用することで、通信事業者は携帯電話の位置を携帯電話基地局の位置と関連付けることができる。このシステムは、セルが直径数キロメートルのエリアをカバーすることもある田舎よりも、小さなセルが多数存在する都市部の方が精度が高い傾向がある。
5. Wi-Fi
Wi-Fi は Cell ID とほぼ同じ機能を実行できますが、Wi-Fi アクセス ポイントがカバーするエリアが狭いため、精度が高くなります。
Wi-Fiを使って位置情報を特定する方法は2つあります。最も一般的なのはRSSI（受信信号強度表示）と呼ばれるもので、スマートフォンが近くのアクセスポイントから検出した信号を基に、Wi-Fiネットワークのデータベースを参照します。このデータベースには、一意に識別された各アクセスポイントの位置が記録されています。RSSIは信号強度から距離を割り出し、既知のアクセスポイントとの関係で、ユーザーがどこにいるのか（数十メートル単位）を特定します。
Wi-Fi位置情報のもう一つの形態であるワイヤレスフィンガープリンティングは、特定の場所のWi-Fi信号のパターンに基づいてプロファイルを作成します。この技術は、自分や他の携帯電話ユーザーが頻繁に訪れる場所に最適です。フィンガープリンティングは、初めて訪れた際に作成・保存される場合もあれば、サービスプロバイダーが建物内の特定の場所に担当者を派遣し、それぞれのフィンガープリンティングを記録する場合もあります。「フィンガープリンティングは、わずか数メートルの精度で位置を特定できます」と、様々な位置情報メカニズムを利用できるチップセットを製造しているブロードコムのGPS部門でエンジニアリング担当副社長を務めるチャーリー・アブラハム氏は述べています。
6. 慣性センサー
無線システムが機能しない場所に行くと、慣性センサーが他の入力に基づいて位置を追跡できます。現在、ほとんどのスマートフォンには3つの慣性センサーが搭載されています。方位を測定するコンパス（または磁力計）、その方向への移動速度を報告する加速度計、そして回転を感知するジャイロスコープです。これらのセンサーを組み合わせることで、外部からの入力なしに位置を特定できますが、その時間は限られています。ブロードコムのアブラハム氏によると、数分間は動作しますが、数十分は動作しません。
典型的な使用例は、トンネルに車で入る時です。トンネルに入る前に通常の情報源から位置情報を取得できれば、携帯電話は移動速度と方向から現在地を特定できます。より一般的には、これらのツールは他の位置情報システムと組み合わせて使用され、他の位置情報システムが弱い場所では、それらの機能を補うこともあるとアブラハム氏は述べています。
7. 気圧計
屋外の歩道や道路でのナビゲーションは、通常、直進、右折、左折のいずれかの階層で行われます。しかし、屋内では、建物の何階にいるかが重要になります。GPSはこれを読み取ることができますが、屋内や都市部では衛星信号が高層ビルに反射するため、良好なGPS受信エリアを得るのが困難です。高度を測定する方法の一つに気圧計があります。これは、上に行くほど空気が薄くなるという原理を利用したものです。
一部のスマートフォンにはすでに気圧を検知できるチップが搭載されているが、この技術は単体での使用には通常適していないとRXのロイ＝マクハビー氏は述べた。この技術を使用するには、スマートフォンが気圧の基準値を得るために地域の気象データを取得する必要があり、暖房や空調の流れなど、建物内の状況がセンサーの精度に影響を与える可能性があると同氏は述べた。気圧計は特定の建物に合わせて慎重に調整されたモバイルデバイスで最も効果的に機能するため、個人のオフィスでは機能しても公共図書館では機能しない可能性があるとロイ＝マクハビー氏は述べた。気圧計は、GPS、Wi-Fi、特定の地点を通過したことを記録する短距離システムなど、他のツールと組み合わせて使用するのが最適です。
8. 超音波
誰かが特定のエリアに入ったかどうかを検知するだけで、その人の行動をある程度把握できる場合があります。これは、バッジを用いたRFID（無線周波数識別）などの短距離無線システムで実現できます。NFC（近距離無線通信）は携帯電話に搭載され始めており、チェックポイントなどでの利用も考えられますが、メーカー各社はNFCを主に決済に活用したいと考えています。
しかし、ショッパーロイヤルティ企業のShopkickは、消費者が店舗に入ったことを確認するために既に短距離システムを使用している。Shopkickはラジオを使用する代わりに、店舗の入り口付近に超音波音を発信する。顧客がShopkickアプリを起動した状態で入店すると、スマートフォンがマイクを通して音を拾い、アプリがShopkickに入店したことを伝える。買い物客は入店するだけでポイントを獲得でき、ギフトカードやその他の特典と交換できる。ポイントはすぐに反映される。Shopkickがこの超音波システムを開発した理由の一つは、超音波が壁や窓を透過できないため、人が通り過ぎるだけでポイントが貯まってしまうためだと、CTOのアーロン・エミー氏は述べた。超音波は店内約46メートルまで届く。各店舗の各場所には独自の超音波セットがあり、その周波数は人間には聞こえないほど高周波数だ。犬は超音波の音を聞き取ることはできるが、テストでは犬は気にしないことが分かったとエミー氏は述べた。
9. Bluetoothビーコン
Bluetooth経由で信号を送信するビーコンを使用することで、小売店内などの特定のエリアで非常に正確な位置特定が可能になります。携帯電話よりも小さいビーコンは数メートル間隔で設置されており、Bluetooth規格の最新バージョンであるBluetooth 4.0を搭載したあらゆるモバイルデバイスと通信できます。
ブロードコムのエイブラハム氏によると、Wi-Fiフィンガープリンティングに似た技術を用いることで、会場のオーナーは高密度に配置された送信機ネットワークからの信号を用いて、空間内の位置を特定できるという。Bluetoothビーコンの実店舗実証実験に参加しているノキアは、このシステムは10センチ単位の精度で位置を特定できると述べている。ノキアによると、これほど高精度な位置検知技術があれば、店舗は顧客が棚にある特定の商品に近づいたことを察知し、プロモーションを実施できるようになるという。
10. 地上送信機
オーストラリアのスタートアップ企業Locataは、GPSを地上に持ち込むことで、その限界を克服しようとしている。同社は、GPSと同じ原理を応用した位置情報送信機を製造しているが、建物や携帯電話基地局に設置する。LocataのCEO、ヌンツィオ・ガンバレ氏によると、Locataの無線機は固定式で、宇宙からの衛星よりもはるかに強力な信号を受信機に送るため、ユーザーの位置をほぼ瞬時に、わずか5センチの誤差で特定できるという。
ロカタのネットワークはGPSよりも信頼性が高いと同氏は述べた。同社の受信機は現在約2500ドルで、運輸、防衛、公共安全分野の顧客から関心を集めているが、ガンバレ氏によると、数年後には携帯電話に安価に追加できる技術になる可能性があるという。そうなれば、サービスプロバイダーが最大の顧客になるだろうと同氏は述べた。この分野の別の企業であるネクストナビ社は、認可された周波数帯を使用してネットワークを構築しており、米国人口の93%をカバーできるとしている。ネクストナビ社の送信機は各都市の周囲にリング状に配置され、900MHz帯の長距離通信範囲を活用すると、戦略開発担当副社長のクリス・ゲイツ氏は述べた。
スティーブン・ローソンはIDGニュースサービスでモバイル、ストレージ、ネットワーク技術を担当しています。Twitterで@sdlawsonmediaをフォローしてください。スティーブンのメールアドレスは[email protected]です。
