フォグロボティクス

フォグロボティクスは、ストレージ、ネットワーク機能、フォグコンピューティングによる制御をロボットにより近づけたアーキテクチャとして定義できます。[ 1 ] [ 2 ]

コンセプト

フォグロボティクスは、主にフォグロボットサーバーとクラウドで構成されています。[ 3 ]ローカルサーバーを利用してデータをユーザーの近くに配置することで、クラウドの補助として機能します。さらに、これらのサーバーは柔軟性が高く、計算処理能力とネットワーク機能を備えており、結果を他のロボットと共有することでセキュリティを確保し、可能な限り低いレイテンシで高度なパフォーマンスを実現します。[ 2 ]

クラウドロボティクスは、帯域幅の制限、遅延の問題、サービス品質、プライバシーとセキュリティなどの問題に直面しているため、フォグロボティクスは将来のロボットシステムの実行可能な選択肢として考えられます。[ 4 ]ロボットはタスクを実行する際に数十億の計算を処理するために多くの脳力を必要とするため、次世代の分散型ロボットシステムとしても考えられています。 [ 5 ]たとえば、フォグロボティクスは、ロボットがスプレーボトルをつかむのを助ける上で重要な役割を果たすことができます。[ 6 ]

歴史

チャンド・グディは、2017年の欧州宇宙機関コンペティション[ 7 ]とIEEE/RSJ国際知能ロボット・システム会議で初めて「フォグ・ロボティクス」という用語を作り出し、この分野における新しい概念の先駆者となった。[ 1 ] [ 8 ] [ 9 ]

アプリケーション

ソーシャルロボット

ソーシャルロボットは、情報の可用性に応じてクラウドまたはフォグロボットサーバーに接続できます。例えば、空港で働くロボットがフォグロボティクスの助けを借りて他のロボットと通信し、効果的なコミュニケーションを図ることができます。[ 10 ]

霧ロボットシステム

ノードレベルシステム：FogROS [ 11 ]

FogROSは、既存のロボットオペレーティングシステム（ROS）自動化アプリケーションが商用クラウドベースサービスから追加のコンピューティングリソースにアクセスできるようにするフレームワークです。最小限の移植作業で、研究者はFogROSを使用することで、高い透明性を保ちながらソフトウェアコンポーネントをクラウドにデプロイできます。

アルゴリズムレベルシステム：ElasticROS [ 12 ]

ElasticROSは、ノードレベルからアルゴリズムレベルへの適応性を高めることでロボットシステムを強化します。フォグロボティクスとクラウドロボティクスのためのアルゴリズムレベルのコラボレーションを統合し、リアルタイム調整を可能にするElastic Collaborative Computingを導入したロボットオペレーティングシステムです。

研究

フォグ・ロボティクス[ 2 ]このプロジェクトは、人間とロボットのインタラクションシナリオ におけるフォグ・ロボティクスの適用可能性を促進するものです。フォグ・ロボティクスのアーキテクチャを評価するために、フォグ・ロボット・サーバー、クラウド、そしてロボットを活用します。

グローバルデータプレーンを使用したセキュアフォグロボティクス[ 13 ]

エッジコンピューティング環境で動作するロボット／機械学習アプリケーションのセキュリティとパフォーマンスを向上させるため、本プロジェクトではデータカプセルの活用について調査します。また、アプリケーションの1つとして、データのプライバシーとセキュリティを保護するフォグロボットシステムについても検証します。

5G Coral：エッジで稼働する5G統合仮想化無線アクセスネットワーク[ 14 ]

このプロジェクトは、特にエッジにおける無線アクセスネットワークの分野を対象としています。このプロジェクトの一環として、霧支援ロボットのリアルタイムアプリケーションが検討されています。また、ロボットの遠隔監視や協調移動のための艦隊編成についても研究されています。[ 15 ]

ロボット工学と産業オートメーションのためのフォグコンピューティング[ 16 ]

このプロジェクトは、フォグアプリケーションのための新たなプログラミングモデル（ハードウェアとオペレーティングシステム（OS）のメカニズム、フォグノードの通信プロトコルを含む）の設計に焦点を当てています。これらのフォグノードは、ロボットやその他の自動化デバイス上でリアルタイムにテストされます。さらに、5G、OPC統合アーキテクチャ（UA）、タイムセンシティブネットワーク（TSN）などのオープンスタンダードに基づいた オープンソースアーキテクチャを構築します。

参照

参考文献

  1. ^ a bフォグロボティクス：入門 Gudi, SLKC, et al. IEEE/RSJ 国際知能ロボット・システム会議 2017
  2. ^ a b c Gudi, SL Krishna Chand; Ojha, S.; Johnston, B.; Clark, J.; Williams, M. (2018年11月). 「効率的で流暢かつ堅牢なヒューマン・ロボット・インタラクションのためのフォグロボティクス」. 2018 IEEE 第17回国際ネットワークコンピューティング・アプリケーションシンポジウム (NCA) . pp.  1– 5. arXiv : 1811.05578 . doi : 10.1109/NCA.2018.8548077 . ISBN 978-1-5386-7659-2。
  3. ^フォグ・ロボティクス：効率的でスムーズな人間とロボットのインタラクションを実現する新たなアプローチ。イングリッド・ファデッリ、ECNマガジン、米国、2018年
  4. ^現実を把握する：ディープラーニングとロボットによる把握 マシュー・パンザリーノ、TechCrunch、2018
  5. ^ロボットと協調知能への回帰。ケン・ゴールドバーグ、Nature Machine Intelligence、2019年
  6. ^ロボットは物をうまく保持できないが、人間は助けることができる。マット・サイモン、Wired、2018
  7. ^ 「アルツハイマー病／認知症患者のためのスマートウォッチ」ガリレオマスターズ。 2024年5月2日閲覧。
  8. ^ティアン、ナン;タンワニ、アジェイ・クマール。チェン、ジンファ。マ、マス。チャン、ロバート。ファン、ビル。ゴールドバーグ、ケン。ソジュディ、ソマイェ（2019年5月）。「動的視覚サーボのためのフォグロボットシステム」。2019 年ロボット工学とオートメーションに関する国際会議 (ICRA)。 IEEE。ページ 1982–1988。arXiv : 1809.06716。​​土井：10.1109/icra.2019.8793600。ISBN 978-1-5386-6027-0。
  9. ^ Chand, Gudi. 「Fog Robotics」 . Fog Robotics . Chand Gudi . 2024年7月1日閲覧。
  10. ^フォグロボティクス：効率的でスムーズな人間とロボットのインタラクションを実現する新たなアプローチ。イングリッド・ファデッリ、Tech Xplore、英国、2018年
  11. ^ Kaiyuan; Chen; Liang, Yafei; Jha, Nikhil; Ichnowski, Jeffrey; Danielczuk, Michael; Gonzalez, Joseph; Kubiatowicz, John; Goldberg, Ken (2021-08-25). 「FogROS：フォグロボティクスの導入を自動化する適応型フレームワーク」. arXiv : 2108.11355 [ cs.RO ].
  12. ^ Liu, Boyi; Wang, Lujia; Liu, Ming (2022-09-05). 「ElasticROS：フォグとクラウドロボティクスのための弾力的に協調的なロボット操作システム」. arXiv : 2209.01774 [ cs.RO ].
  13. ^ 「グローバルデータプレーンを使用したフォグロボティクスのセキュリティ確保」 。 2019年1月29日閲覧。
  14. ^ 「5G Coral：エッジで機能する5G統合型仮想無線アクセスネットワーク」 。 2019年1月29日閲覧。
  15. ^ 「霧支援ロボティクス」(PDF) . 2019年1月29日閲覧。
  16. ^ 「ロボティクスと産業オートメーションのためのフォグコンピューティング」 。 2019年1月29日閲覧。
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