第 8 章 — Unity でシミュレーションを動かす

この章では、生成した契約コードを Unity のロボット群シミュレーションに組み込み、動いているシミュレーションの中で違反が検出されるのを確かめます（約 15 分）。

8.1 学ぶこと

既存シーンに ContractRuntimeHost と PilotContractBridge を組み込む方法。
Unity Console でリアルタイムの contract イベントを読む方法。

8.2 手順

NATS と arbitrator を起動

2 つの別 Terminal で：

# Terminal 1 — NATS メッセージブローカ
nats-server -p 4222

[INFO] Starting nats-server
[INFO] Server is ready
[INFO] Listening for client connections on 0.0.0.0:4222

# Terminal 2 — C-SoS arbitrator (Go)
cd ~/program/cadl-raspimouse-simulator/arbitrator/C-SoS/main
go run .

[Config] Loaded from ../../../unity/Assets/streamingAssets/cadl_config.json: nats_url=nats://localhost:4222 numAgents=5
[Config]   init=init next=next ret=ret fin=fin disp=disp resource=resource
[Config]   taskArbitration.enabled=true protocol=fcfs intervalSec=5.0

この 3 行目 taskArbitration.enabled=true が出ていれば、arbitrator が設定を読めていて配送を配り始められる状態です。ここが false だったり [Config] 行自体が出ない場合は、設定ファイルを読めていません（下の注記の -config で絶対パスを渡してください）。このあとに [Motivation] Disabled (baseline behavior) という行も出ますが、動機拡張が無効であることを示しているだけです。

🛠 Play のたびに arbitrator を再起動する（重要）

Go の arbitrator はロボット台数や配送状態を起動時に一度だけ初期化し、Unity を停止→再生しても状態をリセットしません。前回セッションの「busy／割当中」を抱えたまま新しい配送を出さなくなり、全車が Proposed のまま約 5 分後に deadline_watch で Violated、という症状になります。Play のたびに Terminal 2 の arbitrator を Ctrl+C で止めて再起動してください（不安なら NATS も）。起動順は必ず NATS → arbitrator → Unity の Play。

設定ファイルは絶対パスで明示すると確実です（既定は相対パスで、起動ディレクトリに依存します）。
cd ~/program/cadl-raspimouse-simulator/arbitrator/C-SoS/main
go run . -config ~/program/cadl-raspimouse-simulator/unity/Assets/streamingAssets/cadl_config.json
起動直後に [Config] … taskArbitration.enabled=true … が表示されれば config を読めています。

C-SoS シーンを開く

Unity Hub を起動。~/program/cadl-raspimouse-simulator/unity を Unity 6000.2.9f1 (Unity 6.2) で開く。
初回オープンはパッケージの取得と Library の構築で数分かかる。
Project ペインで Assets/Scenes/C-SoS.unity をダブルクリック。

11 個のノードと 17 本のエッジからなる経路網（グラフ）と、その上を走る 5 体のロボット（Red / Blue / Green / Yellow / Purple）が見えるはずです。ノード数・エッジ数・台数はいずれも Assets/streamingAssets/cadl_config.json から読み込まれるので、Console にも [GraphDefinition] Loaded from CADL config: 11 nodes, 17 edges と出ます（CADL ファイルの context.environment にある grid_size: 30 は IR に引き継がれる抽象的な環境パラメータで、Unity シーンは参照しません。シーンの経路グラフは cadl_config.json で定義されたものです）。

C-SoS.unity を開いた直後の Unity エディタ。Scene ビューに、番号の付いたノードを持つ経路網と 5 台のロボットが表示されている

Scene ビューで経路網が小さく見える場合は、Hierarchy で road を選び、マウスを Scene ビューの上に置いて F キーを押すと、経路網が画面いっぱいに表示されます。Play 中の Game ビューは 1 台のロボット（m1）を追いかけ、その周りの経路網を映します。右下には、そのロボット自身のカメラの映像が出ます。経路網全体を一度に見たいときは Scene ビューを使います。

🛠 Unity のバージョンに注意

このプロジェクトは Unity 6000.2.9f1 で保存されており（ProjectSettings/ProjectVersion.txt に記録）、本書の動作確認もこのバージョンで行っています。Unity Hub からインストールしてください。プロジェクトを追加したときに対応する Editor が無ければ、Unity Hub がインストールを案内します。

Unity 2022.3 以前では開かないでください。Packages/manifest.json には Unity 6 にしか無いパッケージが含まれています。より新しい Unity 6 で開くと初回にプロジェクトのアップグレードを求められますが、本書では未確認です。

ContractRuntimeHost を追加（シーンに 1 つだけ）

Hierarchy ▸ 右クリック ▸ Create Empty
名前を ContractRuntimeHost に変更
Inspector ▸ Add Component ▸ "ContractRuntimeHost" を検索 ▸ CADL.SosDsl.Demo.ContractRuntimeHost を選択

Inspector：

Contract Runtime Host (Script)
└── Logging
    └── Log To Console   ☑  （チェックを入れたまま）

Hierarchy で ContractRuntimeHost を選択した Unity エディタ。Inspector に Contract Runtime Host コンポーネントが表示され、Log To Console にチェックが入っている

各ロボットに PilotContractBridge を追加

Hierarchy 上部の検索欄に Pilot_CSoS と入れると、5 体のロボットだけに絞り込めます。

それぞれに対して：

Inspector ▸ Add Component ▸ "PilotContractBridge"   (CADL.SosDsl.Demo.PilotContractBridge)

Inspector に：

Pilot Contract Bridge (Script)
└── World keys (must match the contract's predicates)
    ├── Robot Battery       [───────●───] 90
    ├── Request Deadline Ms              300000
    └── Assigned Dwell Ms                700

Assigned Dwell Ms は「Assigned 状態に最低どれだけ留まってから accept するか」です。battery_guard のような周期モニター（500ms 間隔）が Assigned 中に最低 1 回評価される猶予を作るためのもので、既定の 700ms のまま触らないでください（モニター周期より短くすると違反が検出されなくなります）。

5 体のうち 1 体の Battery スライダーを 15 まで下げ、battery_guard モニターを発火させます。

このときのエディタは次のようになります。ロボット m2 を選択した状態で、Inspector の一番下に Pilot Contract Bridge コンポーネントが表示されています（Robot Battery は 15）。

ロボットを選択した Unity エディタ。Inspector に Pilot Contract Bridge が表示され、Robot Battery 15、Request Deadline Ms 300000、Assigned Dwell Ms 700 になっている

シーンを保存（Cmd+S / Ctrl+S）。

Play を押す

Editor 上部の ▶ をクリック。

8.3 表示されるもの

Console に以下のような行が連続的に出ます。Console の検索欄に lifecycle DELIVERY_SLA または violation と入れて絞り込めます。

Play 中の Unity：Scene ビューに経路網上のロボット、Console に DELIVERY_SLA で絞り込んだライフサイクルイベント

このスクリーンショットは Play 開始から約 22 秒後のもので、Console の検索欄に DELIVERY_SLA と入力し、Scene タブを選んだ状態です。バッテリ 15 の robot-2-1 が battery_guard で Violated になり、その 5 秒後に robot-1-1 が割り当てられたところです。Play 中、host は Hierarchy の DontDestroyOnLoad の下に ContractRuntimeHost として表示されます。この画像では、シーン側の Hierarchy に手順 6.3 のオブジェクトが「New Game Object」のまま残っていますが、Inspector には名前が出ています。

同じ実行中の経路網を拡大したものです。5 台のロボットが走行しています。

Play 中の C-SoS の経路網と 5 台のロボット

Play 中の Game ビューです。カメラがロボット m1 を追いかけており、右下の小さな映像はそのロボットのカメラから見た景色です。

Play 中の Game ビュー。カメラが経路網上のロボットを追いかけ、右下にロボット自身のカメラの映像が出ている

[lifecycle DELIVERY_SLA/robot-2-1 Proposed -> Assigned (assign, event) @ 16112ms]
[violation DELIVERY_SLA/robot-2-1 battery_guard Major monitor:battery_guard @ 16112ms]
[lifecycle DELIVERY_SLA/robot-2-1 Assigned -> Violated (<jump>, monitor) @ 16112ms]

[lifecycle DELIVERY_SLA/robot-1-1 Proposed -> Assigned (assign, event) @ 21675ms]
[lifecycle DELIVERY_SLA/robot-1-1 Assigned -> Accepted (accept, event) @ 22479ms]
[lifecycle DELIVERY_SLA/robot-1-1 Accepted -> Delivering (start_delivery, event) @ 22479ms]
[lifecycle DELIVERY_SLA/robot-1-1 Delivering -> Completed (complete, event) @ 46361ms]

各ロボットの契約は、そのロボット自身のイベントでだけ進みます。調停器は約 5 秒ごとに 1 件ずつ配達を割り当てるので、ロボットは順番に Assigned になります（この実行では約 5・11・16・22・27 秒）。robot-1-1 の assign と accept の間が 700〜800 ms 空いているのは、6.4 で設定した Assigned Dwell Ms によるものです。バッテリ 15 の robot-2-1 は、assign と同じフレームで battery_guard に検出されています。

8.4 シーンの中の部品

C# が Unity で動く。シーン上の ContractRuntimeHost が毎フレーム Runtime.Tick(now) を呼び、期限切れと監視ルールを評価します。各ロボットに付けた PilotContractBridge が、ロボットの状態変化（配送を落札した・配達を終えた）を契約イベント（route_assignment や Delivered）に翻訳し、そのロボット自身の契約インスタンスに流し込みます。違反や状態遷移は Console に 1 行ずつ出ます：

[lifecycle DELIVERY_SLA/robot-2-1 Proposed -> Assigned (assign, event) @ 16112ms]
[violation DELIVERY_SLA/robot-2-1 battery_guard Major monitor:battery_guard @ 16112ms]

手書きの橋渡し — `SoSDsl/Demo/`

ファイル	中身
`ContractRuntimeHost.cs`	シーンに 1 つ。ランタイムを保持し、毎フレーム Tick し、イベントを Console に印字
`PilotContractBridge.cs`	ロボットごとに 1 つ。`Pilot_CSoS` を観測して契約イベントに翻訳。`Assigned Dwell Ms`（700ms）は周期監視が Assigned 状態を見逃さないための待ち時間

シミュレータ本体（契約とは独立に動く）

ファイル	中身
`LineTrace/Pilot_CSoS.cs`	ロボットの頭脳。経路追従・配送の入札（claim）・落札・完了。契約のことは何も知らない
`arbitrator/C-SoS/main/main.go`	Go 製のアービトレータ（配送の割当係）。NATS で配送を配り、早い者勝ち（FCFS）で落札を決める
`Assets/streamingAssets/cadl_config.json`	グラフ（11 ノード・17 エッジ）・ロボット台数・NATS 設定。両側が読み込む：アービトレータ起動時の `[Config]` 行（Terminal 2）と、Unity の Console に出る `[GraphDefinition] Loaded from CADL config` の行は、このファイルに由来する

どこを触ると何が変わるか

改造したくなったとき、目的ごとに触るべき場所は 1 か所です（他は生成物か、手で編集しない場所です）。

やりたいこと	触る場所
期限を変える・監視を増やす・状態を足す	`.cadl` ファイル（→ e2e スクリプトで再生成）
ロボットの動き方を変える	`Pilot_CSoS.cs`（ブリッジが観測するイベントが変わらない限り、契約側の変更は不要）
契約イベントへの翻訳を変える	`PilotContractBridge.cs`
生成される C# の形を変える	`contract_emitter.py`（上級者向け）
ロボット台数・地図を変える	`cadl_config.json`

触ってはいけない場所：Generated/ と Runtime/ の中身の手編集。次に e2e スクリプトを実行すると上書きされます（直したいなら生成器を直す）。

コードを読む（任意、約 10 分）

PilotContractBridge.cs を読み、「観測→イベント」の翻訳がどれだけ薄いかを確かめます。

8.5 チェック

すべて確認：

項目	期待
`[lifecycle ... robot-{id}-1 ...]` イベントが 5 体すべてに出る	はい
Battery 15 のロボットには `monitor:battery_guard` の violation が出る	はい
各ロボットの最初の遷移は `Proposed -> Assigned`	はい
ロボットは約 5 秒ごとに 1 台ずつ `Assigned` になる（調停器が 1 件ずつ配達を割り当てる）ので、最後の 1 台までは 25〜30 秒ほどかかる	はい
ロボットの契約が `Completed` になるのは、そのロボットが配達を終えたときで、他のロボットの契約は一緒に動かない	はい
第 7 章の Python と同じ種類のイベント（lifecycle 遷移・violation）が同じ意味で出ている	はい

8.6 よくある間違い

症状	対処
Console: `[PilotContractBridge X] ContractRuntimeHost.Instance is null`	host を置き忘れ。8.2 節の「ContractRuntimeHost を追加」をやり直す。
Console に contract イベントが何も出ない	NATS / arbitrator が起動していない。Terminal 1 に `Server is ready`、Terminal 2 に `[Config] … taskArbitration.enabled=true …` が出ているか確認。
配送が一切割り当てられない（`WON delivery` が出ない）	arbitrator が設定を読めていない可能性。`-config` に `cadl_config.json` の絶対パスを渡して起動し直し、`taskArbitration.enabled=true` の表示を確認する（同梱の config は既定で `true`）。
Play 後 Console に `The name 'CADL.SosDsl.Demo.ContractRuntimeHost' could not be found`	Generated/Runtime ファイルが認識されていない。e2e スクリプトを再実行、または Unity で `Assets ▸ Reimport All`。
全車が `Proposed` のまま、約 5 分後に `deadline_watch` で `Violated`	arbitrator が前回 Play の状態を持ち越している（落札が来ない）。Play を止め、arbitrator を再起動（必要なら NATS も）してから再生。Play のたびに再起動が必要（6.1 の注記参照）。
コンパイルエラー `... already contains a definition for ...`（パスが `Generated/Generated/…` や `Runtime/Runtime/…`）	生成ツリーが入れ子に二重コピーされている。`Assets/Scripts/SoSDsl/Generated/Generated` と `Runtime/Runtime` を削除（最新の e2e スクリプトは自動で掃除する）。
Battery 15 の車も違反せず `Completed` まで進む	bridge が `assign` と `accept` を同一フレームで撃ち、`Assigned` に留まらないため periodic な `battery_guard` がサンプリングできない。同梱の `PilotContractBridge` は `assignedDwellMs`（既定 700ms）で対策済み。bridge を差し替えた場合はこの値を monitor 周期より大きく保つ。

8.7 おさらい

CADL で仕様を書き、IR に変換し、C# を生成し、リアルタイムシミュレーションとして実行するところまでを通しで体験し、期限切れやバッテリ規則への違反が検出され、該当する契約インスタンスが Violated に移る様子を確認しました（ランタイムが行うのは違反の検出と記録であり、ロボットの逸脱そのものを防ぐわけではありません）。

8.8 演習

演習 8.1 (★★★) — Unity シーンを動かす

目的: C# ランタイムが Python と同じトレース形を出すことを検証する。

手順: 8.2〜8.3 節に従う。Console 出力を Python の session4_baseline.ndjson と比較し、イベントの形式が同じであることを確認する（終端状態の内訳まで Python 側のシナリオと一致するわけではありません）。

8.1 学ぶこと​

8.2 手順​

NATS と arbitrator を起動​

🛠 Play のたびに arbitrator を再起動する（重要）​

C-SoS シーンを開く​

🛠 Unity のバージョンに注意​

ContractRuntimeHost を追加（シーンに 1 つだけ）​

各ロボットに PilotContractBridge を追加​

Play を押す​

8.3 表示されるもの​

8.4 シーンの中の部品​

手書きの橋渡し — SoSDsl/Demo/​

シミュレータ本体（契約とは独立に動く）​

どこを触ると何が変わるか​

コードを読む（任意、約 10 分）​

8.5 チェック​

8.6 よくある間違い​

8.7 おさらい​

8.8 演習​

演習 8.1 (★★★) — Unity シーンを動かす​