Evolutional IoT/Robot system development methodology and platform in DX Era

DX时代的进化物联网/机器人系统开发方法和平台

基本信息

批准号：
21K11835
负责人：
渡辺晴美
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tokai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

DX時代の進化型IoTロボットでは、実行時横断的関心事と呼ぶ問題が深刻化することが予測される。これらのロボットにはAIが導入され、環境適用や多彩なサービスを最適に提供することが望まれているが、このようなロボットは、開発時に行動を決定することはできず、実行時の振る舞い変更が、システム全体に及ぶ横断的関心事となるためである。この問題に対し、コンテキスト指向プログラミング(COP)という技術を核に、ハードウェア・ソフトウェア協調のプラットフォームを提案し、進化型IoTロボットに適用し評価することが目的である。2年目の主要な目標として、「複数台ロボット」への適用、3年目の主要な目標として、「クラウド」を設定していた。2年目の目標の複数台ロボットに対応するためにROS2を取り入れた開発環境を利用し、Behavior Tree と呼ばれるモデルを実行時に書き換える研究を実施した。Behavior Treeは、ゲーム開発用に開発され、ロボット開発に適用されているモデリング技術であり、実用性に期待できる。また、3年目の目標を先取りし、リアクティブ化を行うために、プログラミング言語ReactにRxJSを取り入れた環境にCOPの概念を取り入れたReactCOPを提案し実現した。また、適用事例として、2021年度から開発している心拍に応じて瞳が変化するコミュニケーションロボットへの適用を行った。さらに、適用例を広げるために、デザイン思考を取り入れたワークショップを実施した。

在 DX 时代不断发展的物联网机器人中，预计称为运行时横切问题的问题将变得更加严重。人们希望将人工智能引入到这些机器人中，以最佳地适应环境并提供各种服务，但此类机器人在开发时无法确定其行为，这是因为改变行为成为一个跨领域的关注点延伸到整个系统。针对这一问题，本项目的目的是提出一种基于面向上下文编程（COP）技术的软硬件协作平台，并将其应用和评估到不断发展的物联网机器人。第二年的主要目标是应用于“多个机器人”，第三年的主要目标是“云”。为了支持多个机器人，这是第二年的目标，我们进行了研究，使用包含ROS2的开发环境在运行时重写一个名为“行为树”的模型。行为树是一种为游戏开发而开发的建模技术，并应用于机器人开发，有望具有实用性。另外，为了提前实现第三年的目标，实现反应性，我们提出并实现了ReactCOP，将COP的概念融入到将RxJS融入编程语言React的环境中。此外，作为一个应用示例，该技术应用于自 2021 年以来开发的眼睛根据心跳变化的通信机器人。此外，还举办了融入设计思维的研讨会，以扩大应用实例的范围。