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Robot como servicio

El robot como servicio o robótica como servicio ( RaaS ) es una unidad de computación en la nube que facilita la integración sin problemas de robots y dispositivos embebidos en ...

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El robot como servicio o robótica como servicio ( RaaS ) es una unidad de computación en la nube que facilita la integración sin problemas de robots y dispositivos embebidos en entornos de computación web y en la nube. En términos de arquitectura orientada a servicios (SOA), una unidad RaaS incluye servicios para realizar funcionalidades, un directorio de servicios para el descubrimiento y la publicación, y clientes de servicio para el acceso directo del usuario. [ 1 ] [ 2 ] La implementación actual de RaaS facilita las comunicaciones SOAP y RESTful entre las unidades RaaS y otras unidades de computación en la nube. Hay soporte de hardware y estándares disponibles para respaldar la implementación de RaaS. El Perfil de Dispositivos para Servicios Web (DPWS) define restricciones de implementación para permitir la mensajería, el descubrimiento, la descripción y el registro de eventos seguros de servicios web en dispositivos con recursos limitados entre servicios web y dispositivos.

RaaS puede considerarse una unidad del internet de las cosas (IoT), internet de las cosas inteligentes (IoIT) que se ocupa de dispositivos inteligentes que tienen capacidad de cómputo adecuada, [ 3 ] sistema ciberfísico (CPS) que es una combinación de un gran núcleo computacional y de comunicación y elementos físicos que pueden interactuar con el mundo físico, [ 4 ] y sistema autónomo descentralizado (ADS) cuyos componentes están diseñados para operar de manera débilmente acoplada y los datos se comparten a través de un protocolo orientado al contenido. [ 5 ] [ 6 ]

El uso más común del término robot como servicio (RaaS) se refiere a un modelo financiero para la compra y el uso de un robot industrial o de servicio físico . En un contrato de compra RaaS, el comprador paga por el uso del dispositivo físico mediante una suscripción. RaaS se diferencia de un contrato de arrendamiento en que el fabricante original conserva la propiedad del robot y lo registra como un activo en sus libros contables. RaaS se está popularizando entre muchos proveedores de equipos robóticos, ya que el comprador puede adquirir el equipo a través de presupuestos de gastos operativos en lugar de mediante una inversión de capital. El contrato de servicio RaaS exige que el fabricante original actualice y mantenga el robot en buen estado de funcionamiento durante toda la vigencia del contrato. Todas las piezas y la mano de obra para el mantenimiento preventivo también están incluidas en el contrato RaaS. El fabricante original puede reemplazar el robot físico por otra máquina equivalente en cualquier momento. Además, puede proporcionar servicio remoto, a través de la web, para monitorear, diagnosticar y reparar el sistema de forma remota. RaaS toma su nombre del modelo de negocio de software como servicio (SaaS) , popularizado en el mercado del software empresarial .

Historia

El diseño inicial y la implementación de la aplicación de la computación orientada a servicios en sistemas embebidos y robots se presentaron en la 49.ª reunión de los grupos de trabajo IFIP 10.4 en febrero de 2006. [ 7 ] En el diseño inicial, un robot es el cliente de servicio que busca en el registro de servicios y consume servicios web en sitios remotos. Evolucionado a partir del robot orientado a servicios, el robot como servicio es una unidad SOA todo en uno; es decir, la unidad incluye servicios para realizar funcionalidades, un directorio de servicios para el descubrimiento y la publicación, y aplicaciones para el acceso directo del cliente. [ 8 ] Este diseño todo en uno proporciona a la unidad robótica herramientas y capacidad para ser una unidad en la nube autocontenida en el entorno de computación en la nube. Basado en los conceptos de RaaS, se ha desarrollado un entorno de lenguaje de programación visual para IoT/robótica ( VIPLE ).

Arquitectura

RaaS sigue la arquitectura SOA y es una unidad de computación en la nube. Una unidad RaaS actúa como proveedor de servicios, intermediario de servicios y cliente de servicios:

  1. Una unidad RaaS en la nube es un proveedor de servicios: cada unidad aloja un repositorio de servicios precargados. Un desarrollador o un cliente puede implementar nuevos servicios en un robot o eliminarlos. Estos servicios pueden ser utilizados por el robot y también pueden compartirse con otros robots.
  2. Una nube RaaS contiene un conjunto de aplicaciones desplegadas: un desarrollador o cliente puede componer una nueva aplicación (funcionalidad) basada en los servicios disponibles dentro y fuera de la unidad.
  3. Una unidad RaaS actúa como intermediario de servicios: un cliente puede consultar los servicios y aplicaciones disponibles en el directorio de la unidad. El cliente puede buscar y descubrir las aplicaciones y servicios implementados en el robot navegando por dicho directorio. Los servicios y aplicaciones pueden organizarse en una jerarquía de clases para facilitar su descubrimiento.

Componentes principales de una unidad RaaS y aplicaciones y servicios típicos implementados. Las unidades RaaS están diseñadas para el entorno de computación en la nube. Los servicios en RaaS se comunican con los controladores y otros componentes del sistema operativo , que a su vez se comunican con los dispositivos y otros componentes de hardware. Las unidades RaaS pueden comunicarse directamente entre sí a través de Wi-Fi, si la infraestructura inalámbrica está disponible, o a través de una red inalámbrica ad hoc en caso contrario. La comunicación entre RaaS y otros servicios en la nube se realiza a través de la interfaz de servicio estándar WSDL habilitada por DPWS o el servicio RESTful HTTP .

Se han implementado algunos prototipos de RaaS, que incluyen tanto interfaz web como dispositivos físicos. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

La fiabilidad , incluyendo la seguridad, es fundamental en el diseño de RaaS. Las unidades RaaS colaboradoras pueden programarse para una ejecución redundante, respaldando las operaciones de las demás. El diseño redundante también puede abordar ataques a nivel de instrucción, como la inyección de código y los ataques de Programación Orientada a Retorno (ROP). Dado que las unidades RaaS redundantes son independientes entre sí, es probable que la programación de dispositivos a nivel de instrucción genere secuencias diferentes en distintos dispositivos. Estas diferencias de comportamiento pueden detectarse mediante la colaboración entre las unidades RaaS. El principal desafío en el diseño de RaaS radica en gestionar la diversidad de redes, aplicaciones y entornos o usuarios finales. En la computación en la nube, los protocolos de red y comunicación se limitan a unos pocos estándares como WSDL, SOAP, HTTP y la arquitectura RESTful. En RaaS, los estándares HTTP, SOAP y WSDL, junto con las aplicaciones de robótica, son las principales consideraciones de diseño.

Aplicaciones

RaaS se puede utilizar en cualquier lugar donde se utilicen SOA, computación en la nube, IoT, CPS y ADS. Una de sus aplicaciones es en la enseñanza de la informática. RaaS utiliza servicios existentes para componer diferentes aplicaciones a nivel de flujo de trabajo, lo que reduce significativamente la curva de aprendizaje de la programación de robótica. [ 14 ] [ 15 ]

Véase también

Referencias

  1. ^ Yinong Chen, Zhihui Du y Marcos Garcia-Acosta, M., "Robot como servicio en la computación en la nube", En Actas del Quinto Simposio Internacional IEEE sobre Ingeniería de Sistemas Orientados a Servicios (SOSE), Nanjing, junio de 2010, págs. 151–158.
  2. ^ Yinong Chen, H. Hu, "Internet de las cosas inteligentes y el robot como servicio", Simulation Modelling Practice and Theory, Volumen 34, mayo de 2013, páginas 159-171.
  3. ^ Pranav Mehta, CTO, Intel Intelligent Systems Group: "Internet de las cosas y la infraestructura", Intel Embedded Research and Education Summit, febrero 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 y John Stankovic, “Sistemas Ciberfísicos: La Próxima Revolución Informática”, 47.ª Conferencia de Automatización del Diseño (DAC 2010), Sesión CPS Desmitificada, Anaheim, CA, 17 de junio de 2010.
  5. ^ Kinji Mori, Investigación y desarrollo orientados a conceptos en tecnología de la información, Serie Wiley en ingeniería y gestión de sistemas, 2014.
  6. ^ MB Remy, MB Blake, Robótica distribuida orientada a servicios, IEEE Internet Computing, Volumen: 15, Número: 2, págs. 70–74, 2011.
  7. ^ Yinong Chen, "Computación orientada a servicios en sistemas embebidos recomponibles", Taller conjunto IARP/IEEE-RAS/EURON/IFIP 10.4 sobre confiabilidad en robótica y sistemas autónomos, Tucson, AZ, 15-19 de febrero de 2006, http://webhost.laas.fr/TSF/IFIPWG/Workshops&Meetings/49/workshop/04%20chen.pdf
  8. ^ Yinong Chen, Zhihui Du y Marcos Garcia-Acosta, M., "Robot como servicio en la computación en la nube", En Actas del Quinto Simposio Internacional IEEE sobre Ingeniería de Sistemas Orientados a Servicios (SOSE), Nanjing, junio de 2010, págs. 151–158.
  9. ^ Yinong Chen, "Computación orientada a servicios en sistemas embebidos recomponibles", Taller conjunto IARP/IEEE-RAS/EURON/IFIP 10.4 sobre confiabilidad en robótica y sistemas autónomos, Tucson, AZ, 15-19 de febrero de 2006, http://webhost.laas.fr/TSF/IFIPWG/Workshops&Meetings/49/workshop/04%20chen.pdf
  10. ^ Servicio web Intel Autobot, 2012, http://venus.eas.asu.edu/WSRepository/RaaS/main/ Archivado el 26 de febrero de 2015 en Wayback Machine
  11. ^ Entorno de programación en línea RaaS, 2013, http://venus.eas.asu.edu/WSRepository/eRobotic/ Archivado el 7 de marzo de 2015 en Wayback Machine
  12. ^ Zhihui Du, Weiqiang Yang, Yinong Chen, Xin Sun, Xiaoying Wang y Chen Xu, "Diseño de un centro de nube robótica", en 10º Simposio Internacional sobre Sistemas Autónomos Descentralizados (ISADS), Tokio, marzo de 2011, págs. 269-275.
  13. ^ Robótica como servicio implementada en un robot, 2016, http://www.digitaltrends.com/cool-tech/qihan-sanbot/
  14. ^ Yinong Chen, Zhizheng Zhou, "Computación orientada a servicios e integración de software en el currículo de computación", Talleres IPDPS 2014, págs. 1091–1098.
  15. ^ Yinong Chen, Zhizheng Zhou, "Robot como servicio en el currículo de informática", XII Simposio Internacional sobre Sistemas Autónomos Descentralizados (ISADS), Taichung, marzo de 2015.
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