空間OS(Spatial OS)アーキテクチャ

現実の物理空間とマルチレイヤ・デジタルツインを統合制御する次世代ソフトウェアOS

発行:有限会社備前メディアネット フィジカルライン事業部 | 開発責任者:武用 健 | 公開日:2026年3月
PhysicalLine Spatial OS Architecture

1. 空間OS(Spatial OS)の定義

空間OSは、人・空間・物体・デバイス・AIを共通の三次元座標系で管理するソフトウェア基盤です。

一般に「OS(Operating System)」と言えば、WindowsやLinuxのように、PCディスプレイやスマートフォンの画面という「2次元の矩形(枠)」の中のピクセル、メモリ、アプリを管理するものを指します。 これに対し、PhysicalLineが提唱する「空間OS」は、人間が活動する3次元の物理空間そのものを情報処理の対象(カーネル空間)と定義します。視線、ジェスチャー、空間内の特定座標、複数のデバイス群をリアルタイムに紐付け、空間全体の情報処理を安定的かつ有機的に制御するための専用オペレーティングシステムです。

【図1】空間OSの位置付け(OS概念の進化) [Operating System (汎用OS)] │ └─ ディスプレイの2次元枠内(ピクセル・ファイル・メモリ)を管理 ▼ [PhysicalLine Spatial OS (空間OS)] └── 空間そのものを制御・情報処理のキャンバスとして統合管理

2. 全体構成図と空間デジタルツイン(Spatial Digital Twin)

PhysicalLineは、物理世界での出来事を単にセンサーで捉えるだけでなく、数理的に裏付けられたリアルタイムの「空間デジタルツイン(Spatial Digital Twin)」をメモリ空間上に生成し、それを空間OSが仲介することで、あらゆるBtoBアプリケーションへと安全にデータを引き渡します。

【図2】PhysicalLine システム全体構成概念図 [Applications] (医療アプリ / DMS安全制御 / スポーツ訓練システム 等) ▲ │ (Application API) [PhysicalLine Spatial OS] (空間リソース制御・コンテキスト切替・セキュリティ) ▲ │ (Spatial API / 3D点群・数理補正) [Spatial Digital Twin] (メモリ上に生成された高精度な空間デジタルツイン) ▲ │ (Sensor API / センサーフュージョン平滑化) [Eye Tracking / Laser / Sensors / IMU / Cameras] (ハードウェア・入力層) ▲ │ [Physical Space] (人間・物体・デバイスが実在する3次元物理空間)

3. 7層(マルチレイヤ)ソフトウェア構造

OSカーネルから最上位アプリケーションにいたるまで、干渉と遅延を極限まで抑える独自の7レイヤ構造によって設計されています。各レイヤのデカップリング(疎結合)により、モジュール単位でのライセンス提供が可能です。

第 7 層
アプリケーション / セッション層 (Application Layer)

医療用診断支援、DMS安全制御、スポーツでの即時光音フィードバックなど、業界ごとの個別システムを動作させる最上位層。

第 6 層
コンテキスト切替・管理層 (Context Profile Layer)

家族間共有を想定した「Home OS」と、厳格な特定空間測定を司る「Clinical OS」など、用途に応じたプロファイル制御を瞬時に行う重要層。

空間インテリジェンス・AI解析層 (Spatial AI Layer)

注視点サッケード解析や微細な体軸ブレ、周囲の物体の動線変化をAIがリアルタイムに推論・検出する層。

第 4 層
空間アンカー層 (Spatial Anchor Layer) ★中核強み

【空間アンカーの本質】 現実空間における高精度な基準座標軸(アンカー)を数理的に固定・形成。視線追跡モジュール・ロボット・車両・医療機器など、複数の異なるデバイスが「共通の位置情報・空間座標」をリアルタイムに共有・維持するための、PhysicalLine独自の最重要基盤です。

数理幾何学演算エンジン層 (Geometric Engine Layer)

取得済み特許である「正弦定理に基づく交点取得」や「眼球回転中心の逆算補正アルゴリズム」を超高速処理する計算エンジン層。

センサーフュージョン抽象化層 (Sensor Fusion Layer)

IRカメラ、レーザー、音波、IMU(慣性計測装置)などの異なるタイムスタンプを持つ入力信号を同期・平滑化する層。

ハードウェア・アグノスティックHAL層 (Hardware Abstraction Layer)

特定のチップや半導体に依存せず、汎用カメラからハイエンド産業センサーまでを共通APIで制御可能にするドライバ抽象化層。

4. コンテキストプロファイルと将来のロードマップ

第6層が司るプロファイル切り替えにより、同一のセンサー構成であっても全く異なる空間制御モードへと一瞬で変貌します。現在は「Home」と「Clinical」を軸に、将来的には多様な産業へと横展開可能な設計となっています。

① Home OS プロファイル(家庭・共有向け)

スマートホームや複数人での共有を前提としたモード。各個人のキャリブレーションデータの自動認識呼び出し、日常の視線・ジェスチャーによるインクルーシブな家電操作など、UX(ユーザー体験)と軽量性を最優先します。

② Clinical OS プロファイル(医療・セッション向け)

医療、診断支援、厳格な測定セッションに特化したプロファイル。バックグラウンドプロセスを一時凍結し、演算リソースを幾何学演算と空間アンカー同期に完全集中。ログ隔離とデータ改ざん防止を徹底します。

【図3】プロファイルの拡張性と将来ロードマップ [PhysicalLine OS カーネル基盤] ├── 現行コア: [Home OS] (家庭内共有・生活支援) ├── 現行コア: [Clinical OS] (医療環境・特定測定セッション) │ └── 将来の拡張プロファイル群(共通アーキテクチャからの展開) ├── [Industrial OS] (スマートファクトリー・協働ロボット制御) ├── [Vehicle OS] (次世代モビリティ・車載DMSシステム) └── [Sports OS] (超高速光音フィードバック・基礎体軸訓練)

【技術レポート】XR(VR/AR/MR)および空間コンピューティングへの応用ポテンシャル

PhysicalLineの高精度視線追跡(平均RMS誤差0.0292°の数理設計)と空間OSアーキテクチャが、次世代XRデバイスの中心窩描画(フォビエイテッド・レンダリング)負荷を最大90%削減するポテンシャル、および独自特許によるアプローチを詳しく検証しています。

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5. 技術移転・API構成と柔軟なライセンスモデル

当システムは、BtoBパートナー企業様へのライセンス提供および技術移転(IPトレード)を主軸に設計されています。企業様のシステム規模や既存アセットに合わせて、以下のAPI階層および契約形態を柔軟に選択可能です。

【API構成階層】

【提供可能なライセンス・アライアンスモデル】

Entire OS (フルOSライセンス)

7レイヤすべてのソースコード、アーキテクチャ、および商標を含めてシステム丸ごとライセンス提供する形態。次世代スマートグラスや新規デバイスを立ち上げるメーカー様に最適です。

Layer License (特定レイヤ・モジュール移転)

「第3層の数理演算幾何学エンジンのみ」、あるいは「第4層の空間アンカーロジックのみ」を、パートナー企業様の既存OSやミドルウェアに組み込むためのライセンス形態です。

SDK / OEM / 共同研究

パートナー企業様独自のアプリケーション開発用のSDK提供、相手先ブランド名でのOEM組み込み提供、および特定産業ニーズ(自動車DMSや産業ロボット等)に最適化するための共同研究開発を受け付けています。

【性能数値および評価条件に関する学術的ステートメント】
本資料に記載されている「平均RMS誤差0.0292°」をはじめとする各種視線追跡および空間定位精度は、特定のハードウェア構成(基線長90mm、視距離500mm、IRカメラ解像度・フレームレート等の指定条件)のもと、10万回のモンテカルロシミュレーションによって導出された「理論的試算値」です。実機PoC(概念実証)フェーズおよび実際の社会実装においては、ご採用いただくセンサーの個体差、環境光(太陽光外乱等)、およびキャリブレーション環境によって変動する可能性があるため、保証値ではなく「設計目標・技術ポテンシャル値」として提示しております。詳細なシミュレーション条件の開示および技術検証のご相談は、個別秘密保持契約(NDA)締結後の商談にて承ります。

知的財産・特許ポートフォリオ(空間OS関連)

PhysicalLineの空間制御および周辺センシングロジックは、日本特許庁における強力な特許ポートフォリオによって価値担保されています。

8. PhysicalLine 技術ロードマップ

私たちは、単一のデバイス開発にとどまらず、人間の知覚(Eye Tracking)から始まり、空間の定義(Spatial Anchor)、それらを統括するソフトウェア(Spatial OS)、そして現実をデジタルで写し取る「Digital Twin」を経て、最終的にはフィジカル空間で自律動作する「Physical AI」や次世代ヒューマノイドロボットの脳(制御核)へと昇華させる、一貫した技術ロードマップを描いています。

【図4】PhysicalLine 技術進化ロードマップ [STEP 1: Eye Tracking (知覚のデジタル化)] └── 高精度リアルタイム視線追跡の確立(特許取得・審査中) ▼ [STEP 2: Spatial Anchor (空間の基準固定)] └── 正弦定理交点照射によるミリ単位の位置基準形成(特許査定済) ▼ [STEP 3: Spatial OS (多層制御基盤) ── ★現在地] └── 7レイヤアーキテクチャ、Home/Clinicalプロファイル統合 ▼ [STEP 4: Spatial Digital Twin (空間の完全同期)] └── 物理世界とデジタルツインのリアルタイム数理完全同期 ▼ [STEP 5: Physical AI / Humanoid (実世界への完全展開)] └── 視線・空間座標データをAGV/AMR・ヒューマノイドの自律制御アルゴリズムへ統合
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