Robô como serviço - Robot as a service

Robot as a service (ou Robotics as a service) é uma unidade de computação em nuvem que facilita a integração perfeita de robôs e dispositivos embutidos em um ambiente de computação em nuvem e na Web. Em termos de arquitetura orientada a serviços (SOA), uma unidade RaaS inclui serviços para executar funcionalidade, um diretório de serviço para descoberta e publicação e clientes de serviço para acesso direto do usuário. A implementação RaaS atual facilita as comunicações SOAP e RESTful entre as unidades RaaS e as outras unidades de computação em nuvem. Suporte e padrões de hardware estão disponíveis para dar suporte à implementação de RaaS. O Perfil de Dispositivos para Serviços da Web (DPWS) define as restrições de implementação para habilitar mensagens, descobertas, descrição e eventos seguros do Serviço da Web em dispositivos com recursos restritos entre os serviços da Web e dispositivos.

O RaaS pode ser considerado uma unidade da Internet das Coisas (IoT), Internet das Coisas Inteligentes (IoIT) que lidam com dispositivos inteligentes que possuem capacidade computacional adequada, Sistema Cibernético Físico (CPS) que é uma combinação de um grande sistema computacional e de comunicação elementos centrais e físicos que podem interagir com o mundo físico e Sistema descentralizado autônomo (ADS), cujos componentes são projetados para operar de maneira fracamente acoplada e os dados são compartilhados por meio de um protocolo orientado a conteúdo.

O uso mais comum do termo Robot as a Service (RaaS), é como um modelo financeiro para a compra e uso de um robô industrial ou de serviço físico. Em um contrato de compra RaaS, o comprador está pagando pelo uso do dispositivo físico por meio de um contrato baseado em assinatura. O RaaS é diferente de um contrato de leasing no sentido de que o fabricante original continua a possuir o dispositivo robótico físico e carrega a máquina como um ativo em seus livros. O RaaS está se tornando popular para muitos fornecedores de equipamentos de robótica, pois o comprador pode comprar o equipamento por meio de orçamentos de despesas operacionais, em vez de despesas de capital. O contrato de serviço para RaaS exige que o fabricante original atualize e mantenha o robô em boas condições de funcionamento durante toda a vida do contrato. Todas as peças e mão de obra para manutenção preventiva também estão incluídas no contrato RaaS. O fabricante original pode trocar o robô físico por outra máquina equivalente a qualquer momento. Além disso, o fabricante original pode fornecer serviço remoto, via Web, para monitorar, fazer a triagem e reparar remotamente ou recuperar o sistema. O nome RaaS deriva do modelo de negócios de software como serviço (SaaS), popularizado no mercado de software corporativo.

História

O projeto inicial e a implementação da aplicação de computação orientada a serviços em sistemas embarcados e robôs foram apresentados na 49ª reunião de grupos de trabalho do IFIP 10.4 em fevereiro de 2006. No projeto inicial, um robô é o cliente de serviço que consulta o registro de serviço e consome serviços da Web em sites remotos. Evoluído de um robô orientado a serviços, o Robot as a Service é uma unidade SOA tudo-em-um, ou seja, a unidade inclui serviços para executar funcionalidade, diretório de serviço para descoberta e publicação e aplicativos para acesso direto do cliente. Este design multifuncional dá à unidade do robô ferramentas e capacidade de ser uma unidade de nuvem independente no ambiente de computação em nuvem. Com base nos conceitos do RaaS, foi desenvolvido um Visual IoT / Robotics Programming Language Environment ( VIPLE ).

Arquitetura RaaS

RaaS segue SOA e é uma unidade de computação em nuvem. Uma unidade RaaS atua como um provedor de serviços, um corretor de serviços e um cliente de serviço:

  1. Uma unidade de nuvem RaaS é um provedor de serviços: cada unidade hospeda um repositório de serviços pré-carregados. Um desenvolvedor ou cliente pode implantar novos serviços ou remover serviços de um robô. Os serviços podem ser usados ​​por este robô e também podem ser compartilhados com outros robôs.
  2. Uma nuvem RaaS contém um conjunto de aplicativos implantados: Um desenvolvedor ou cliente pode compor um novo aplicativo (funcionalidade) com base nos serviços disponíveis na unidade e fora dela.
  3. Uma unidade RaaS é um corretor de serviços: um cliente pode consultar os serviços e aplicativos disponíveis no diretório da unidade. Um cliente pode pesquisar e descobrir os aplicativos e serviços implantados no robô navegando no diretório. Os serviços e aplicativos podem ser organizados em uma hierarquia de classes para facilitar a descoberta.

Os principais componentes de uma unidade RaaS e aplicativos e serviços típicos implantados. As unidades RaaS são projetadas para o ambiente de computação em nuvem. Os serviços no RaaS se comunicam com os drivers e outros componentes do sistema operacional, que se comunicam posteriormente com os dispositivos e outros componentes de hardware. As unidades RaaS podem se comunicar diretamente entre si por meio de Wi-Fi, se a infraestrutura sem fio estiver disponível ou por meio de rede sem fio ad hoc de outra forma. A comunicação entre RaaS e outros serviços na nuvem é por meio de interface de serviço padrão WSDL habilitada por DPWS ou serviço RESTful HTTP geral.

Alguns protótipos de RaaS foram implementados, incluindo interface da Web e dispositivos físicos.

A confiabilidade, incluindo a confiabilidade e a segurança, são essenciais no projeto RaaS. As unidades RaaS em colaboração podem ser programadas para execução redundante, fazendo backup das operações umas das outras. O design redundante também pode abordar o ataque em nível de instrução, como injeção de código e ataques de programação orientada a retorno (ROP). Como as unidades RaaS redundantes são independentes umas das outras, a programação de dispositivos em nível de instrução provavelmente gerará sequências diferentes em dispositivos diferentes. Essas diferenças de comportamento podem ser detectadas pela colaboração entre as unidades RaaS. O principal desafio no projeto do RaaS é lidar com a diversidade das redes, aplicativos e ambientes ou usuários finais. Na computação em nuvem, os protocolos de rede e comunicação são limitados a alguns padrões, como arquitetura WSDL, SOAP, HTTP e RESTful. Em RaaS, HTTP, SOAP e padrões WSDL e aplicativos de robótica são as principais considerações de design.

Formulários

O RaaS pode ser usado onde SOA, computação em nuvem, IoT, CPS e ADS são usados. Uma das aplicações no ensino de ciência da computação. O RaaS usa serviços existentes para compor diferentes aplicativos em nível de fluxo de trabalho, o que reduz significativamente a curva de aprendizado da programação de robótica.

Veja também

Referências

  1. ^ Yinong Chen, Zhihui Du e Marcos Garcia-Acosta, M., "Robot as a Service in Cloud Computing", In Proceedings of the Fifth IEEE International Symposium on Service Oriented System Engineering (SOSE), Nanjing, junho de 2010, pp 151–158.
  2. ^ Yinong Chen, H. Hu, "Internet of Intelligent Things e Robot as a Service", Simulation Modeling Practice and Theory, Volume 34, maio de 2013, páginas 159–171.
  3. ^ Pranav Mehta, CTO, Intel Intelligent Systems Group: “Internet of Things and the Infrastructure”, Intel Embedded Research and Education Summit, fevereiro de 2012, http://embedded.communities.intel.com/servlet/JiveServlet/downloadBody/7156- 102-1-2402 / Internet-of-Things-and-the-Infrastructure.pdf .
  4. ^ Ragunathan (Raj) Rajkumar, Insup Lee, Lui Sha e John Stankovic, “Cyber ​​Physical Systems: The Next Computing Revolution”, 47th Design Automation Conference (DAC 2010), CPS Demystified Session, Anaheim, CA, 17 de junho de 2010.
  5. ^ Kinji Mori, Pesquisa e Desenvolvimento Orientado a Conceito em Tecnologia da Informação, Série Wiley em Engenharia e Gestão de Sistemas, 2014.
  6. ^ MB Remy, MB Blake, Distributed Service-Oriented Robotics, IEEE Internet Computing, Volume: 15, Issue: 2, pp. 70–74, 2011.
  7. ^ Yinong Chen, "Service-Oriented Computing in Recomposable Embedded Systems", Joint IARP / IEEE-RAS / EURON / IFIP 10.4 Workshop on Dependability in Robotics and Autonomous Systems, Tucson, AZ, 15-19 de fevereiro de 2006, http: // webhost.laas.fr/TSF/IFIPWG/Workshops&Meetings/49/workshop/04%20chen.pdf
  8. ^ Yinong Chen, Zhihui Du e Marcos Garcia-Acosta, M., "Robot as a Service in Cloud Computing", In Proceedings of the Fifth IEEE International Symposium on Service Oriented System Engineering (SOSE), Nanjing, junho de 2010, pp 151–158.
  9. ^ Yinong Chen, "Service-Oriented Computing in Recomposable Embedded Systems", Joint IARP / IEEE-RAS / EURON / IFIP 10.4 Workshop on Dependability in Robotics and Autonomous Systems, Tucson, AZ, 15-19 de fevereiro de 2006, http: // webhost.laas.fr/TSF/IFIPWG/Workshops&Meetings/49/workshop/04%20chen.pdf
  10. ^ Intel Autobot Web Service, 2012, http://venus.eas.asu.edu/WSRepository/RaaS/main/
  11. ^ Ambiente de programação online RaaS, 2013, http://venus.eas.asu.edu/WSRepository/eRobotic/
  12. ^ Zhihui Du, Weiqiang Yang, Yinong Chen, Xin Sun, Xiaoying Wang e Chen Xu, "Design of a Robot Cloud Center", no 10º Simpósio Internacional de Sistemas Descentralizados Autônomos (ISADS), Tóquio, março de 2011, pp. 269– 275.
  13. ^ Robótica como serviço implementado no robô, 2016, http://www.digitaltrends.com/cool-tech/qihan-sanbot/
  14. ^ Yinong Chen, Zhizheng Zhou, "Service-Oriented Computing and Software Integration in Computing Curriculum", IPDPS Workshops 2014, pp. 1091–1098.
  15. ^ Yinong Chen, Zhizheng Zhou, "Robot as a Service in Computing Curriculum", 12º Simpósio Internacional sobre Sistemas Descentralizados Autônomos (ISADS), Taichung, março de 2015.