Робот как услуга
Робот как услуга или робототехника как услуга ( RaaS ) — это единица облачных вычислений , которая облегчает плавную интеграцию роботов и встроенных устройств в веб-среду и среду облачных вычислений. С точки зрения сервис-ориентированной архитектуры (SOA) блок RaaS включает в себя сервисы для выполнения функций, каталог сервисов для обнаружения и публикации, а также сервис-клиентов для прямого доступа пользователя. [1] [2] Текущая реализация RaaS облегчает обмен данными по протоколам SOAP и RESTful между подразделениями RaaS и другими подразделениями облачных вычислений. Для реализации RaaS доступна аппаратная поддержка и стандарты. Профиль устройств для веб-служб (DPWS) определяет ограничения реализации, позволяющие обеспечить безопасный обмен сообщениями, обнаружение, описание и событиями веб-службы на устройствах с ограниченными ресурсами между веб-службами и устройствами.
RaaS можно рассматривать как подразделение Интернета вещей (IoT), Интернета интеллектуальных вещей (IoIT), которое занимается интеллектуальными устройствами, имеющими достаточную вычислительную мощность. [3] Киберфизическая система (CPS), представляющая собой комбинацию большого вычислительного и коммуникационного ядра и физических элементов, которые могут взаимодействовать с физическим миром. [4] и автономная децентрализованная система (ADS), компоненты которой предназначены для работы слабосвязанным образом, а данные передаются через контентно-ориентированный протокол. [5] [6]
Термин «Робот как услуга» (RaaS) чаще используется в качестве финансовой модели покупки и использования физического промышленного или сервисного робота. В контракте на покупку RaaS покупатель платит за использование физического устройства по контракту на основе подписки. RaaS отличается от договора аренды тем, что первоначальный производитель продолжает владеть физическим роботизированным устройством и учитывает его в качестве актива в своих книгах. RaaS становится популярным среди многих поставщиков робототехнического оборудования, поскольку покупатель может приобрести оборудование за счет операционных расходов, а не за счет капитальных затрат. Контракт на обслуживание RaaS требует, чтобы первоначальный производитель обновлял и поддерживал робота в хорошем рабочем состоянии на протяжении всего срока действия контракта. Все детали и работы по профилактическому обслуживанию также включены в контракт RaaS. Первоначальный производитель может в любое время заменить физического робота на другую эквивалентную машину. Кроме того, первоначальный производитель может предоставлять удаленное обслуживание через Интернет для удаленного мониторинга, сортировки и ремонта или восстановления системы. RaaS получил свое название от бизнес-модели «программное обеспечение как услуга» (SaaS), популяризированной на рынке корпоративного программного обеспечения.
История
[ редактировать ]Первоначальный проект и реализация применения сервис-ориентированных вычислений во встроенных системах и роботах были представлены на 49-м заседании рабочих групп IFIP 10.4 в феврале 2006 года. [7] В первоначальном проекте робот является клиентом службы, который просматривает реестр служб и использует веб-службы на удаленных сайтах. Робот как услуга, созданный на основе сервис-ориентированного робота, представляет собой универсальный модуль SOA, то есть модуль включает в себя службы для выполнения функций, каталог служб для обнаружения и публикации, а также приложения для прямого доступа клиента. [8] Эта конструкция «все в одном» дает роботу инструменты и возможность быть автономным облачным устройством в среде облачных вычислений. языковая среда программирования Visual IoT/Robotics ( VIPLE На основе концепций RaaS была разработана ).
RaaS-архитектура
[ редактировать ]RaaS следует за SOA и представляет собой единицу облачных вычислений. Подразделение RaaS действует как поставщик услуг, брокер услуг и клиент услуг:
- Облачное подразделение RaaS является поставщиком услуг: в каждом подразделении размещен репозиторий предварительно загруженных сервисов. Разработчик или клиент может развертывать новые службы в роботе или удалять их из него. Этот робот может использовать эти услуги, а также делиться ими с другими роботами.
- Облако RaaS содержит набор развернутых приложений: разработчик или клиент может создать новое приложение (функциональность) на основе сервисов, доступных в подразделении и за его пределами.
- Подразделение RaaS является брокером услуг: клиент может искать службы и приложения, доступные в каталоге устройства. Клиент может искать и обнаруживать приложения и службы, развернутые на роботе, просматривая каталог. Службы и приложения могут быть организованы в иерархию классов, чтобы облегчить их обнаружение.
Основные компоненты блока RaaS и типичные развернутые приложения и сервисы. Модули RaaS предназначены для среды облачных вычислений. Службы RaaS будут взаимодействовать с драйверами и другими компонентами операционной системы, которые в дальнейшем взаимодействуют с устройствами и другими аппаратными компонентами. Устройства RaaS могут напрямую взаимодействовать друг с другом через Wi-Fi, если доступна беспроводная инфраструктура, или через специальную беспроводную сеть в противном случае. Связь между RaaS и другими службами в облаке осуществляется через стандартный интерфейс службы WSDL, включенный DPWS , или службу RESTful в целом HTTP.
Было реализовано несколько прототипов RaaS, которые включают в себя как веб-интерфейс, так и физические устройства. [9] [10] [11] [12] [13]
Надежность, в том числе безотказность и безопасность, имеют решающее значение в конструкции RaaS. Сотрудничающие подразделения RaaS могут быть запланированы для резервного выполнения, обеспечивая резервное копирование операций друг друга. Избыточная конструкция также может противостоять атакам на уровне инструкций, таким как внедрение кода и атаки возвратно-ориентированного программирования (ROP). Поскольку резервные блоки RaaS независимы друг от друга, программирование гаджетов на уровне инструкций, скорее всего, будет генерировать разные последовательности на разных устройствах. Эти различия в поведении можно обнаружить благодаря сотрудничеству между подразделениями RaaS. Основная задача при разработке RaaS — учитывать разнообразие сетей, приложений и сред или конечных пользователей. В облачных вычислениях сетевые и коммуникационные протоколы ограничены несколькими стандартами, такими как архитектура WSDL, SOAP, HTTP и RESTful. В RaaS основными соображениями при проектировании являются стандарты HTTP, SOAP и WSDL, а также робототехнические приложения.
Приложения
[ редактировать ]RaaS можно использовать везде, где используются SOA, облачные вычисления, Интернет вещей, CPS и ADS. Одно из приложений в области компьютерного образования. RaaS использует существующие сервисы для создания различных приложений на уровне рабочего процесса, что значительно сокращает время обучения программированию робототехники. [14] [15]
См. также
[ редактировать ]- Автономная децентрализованная система
- Облачная робототехника
- Интернет вещей
- Сервис-ориентированная архитектура
- VIP
- как услуга
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Инонг Чен, Чжихуэй Ду и Маркос Гарсия-Акоста, М., «Робот как услуга в облачных вычислениях», В материалах пятого Международного симпозиума IEEE по сервис-ориентированной системной инженерии (SOSE), Нанкин, июнь 2010 г., стр. . 151–158.
- ^ Инонг Чен, Х. Ху, «Интернет интеллектуальных вещей и робот как услуга», Практика и теория имитационного моделирования, том 34, май 2013 г., страницы 159–171.
- ^ Пранав Мехта, технический директор Intel Intelligent Systems Group: «Интернет вещей и инфраструктура», саммит Intel по исследованиям и образованию встраиваемых систем, февраль 2012 г., http://embedded.communities.intel.com/servlet/JiveServlet/downloadBody/7156- 102-1-2402/Интернет вещей и инфраструктура.pdf .
- ^ Рагунатан (Радж) Раджкумар, Инсап Ли, Луи Ша и Джон Станкович, «Кибер-физические системы: следующая вычислительная революция», 47-я конференция по автоматизации проектирования (DAC 2010), Демистифицированная сессия CPS, Анахайм, Калифорния, 17 июня 2010 г.
- ^ Кинджи Мори, Концептуально-ориентированные исследования и разработки в области информационных технологий, Серия Wiley по системной инженерии и менеджменту, 2014.
- ^ М.Б. Реми, М.Б. Блейк, Распределенная сервис-ориентированная робототехника, Интернет-вычисления IEEE, Том: 15, Выпуск: 2, стр. 70–74, 2011.
- ^ Инонг Чен, «Сервис-ориентированные вычисления в перекомпонуемых встраиваемых системах», Совместный семинар IARP/IEEE-RAS/EURON/IFIP 10.4 по надежности в робототехнике и автономных системах, Тусон, Аризона, 15–19 февраля 2006 г., http:// webhost.laas.fr/TSF/IFIPWG/Workshops&Meetings/49/workshop/04%20chen.pdf
- ^ Инонг Чен, Чжихуэй Ду и Маркос Гарсия-Акоста, М., «Робот как услуга в облачных вычислениях», В материалах пятого Международного симпозиума IEEE по сервис-ориентированной системной инженерии (SOSE), Нанкин, июнь 2010 г., стр. . 151–158.
- ^ Инонг Чен, «Сервис-ориентированные вычисления в перекомпонуемых встраиваемых системах», Совместный семинар IARP/IEEE-RAS/EURON/IFIP 10.4 по надежности в робототехнике и автономных системах, Тусон, Аризона, 15–19 февраля 2006 г., http:// webhost.laas.fr/TSF/IFIPWG/Workshops&Meetings/49/workshop/04%20chen.pdf
- ^ Веб-служба Intel Autobot, 2012 г., http://venus.eas.asu.edu/WSRepository/RaaS/main/
- ^ Среда онлайн-программирования RaaS, 2013 г., http://venus.eas.asu.edu/WSRepository/eRobotic/
- ^ Чжихуэй Ду, Вэйцян Ян, Инонг Чен, Синь Сунь, Сяоин Ван и Чэнь Сюй, «Проектирование облачного центра роботов», на 10-м Международном симпозиуме по автономным децентрализованным системам (ISADS), Токио, март 2011 г., стр. 269– 275.
- ^ Робототехника как услуга, реализованная в роботе, 2016, http://www.digitaltrends.com/cool-tech/qihan-sanbot/
- ^ Инонг Чен, Чжичжэн Чжоу, «Сервис-ориентированные вычисления и интеграция программного обеспечения в учебной программе по вычислительной технике», IPDPS Workshops 2014, стр. 1091–1098.
- ^ Инонг Чен, Чжичжэн Чжоу, «Робот как услуга в учебной программе по вычислительной технике», 12-й Международный симпозиум по автономным децентрализованным системам (ISADS), Тайчжун, март 2015 г.