micro-ROS – ROS 2 をマイクロコントローラに搭載

micro-ROS は ROS 2 をマイクロコントローラに搭載し、それらを ROS 2 環境のファースト・クラスの参加者にします。

今日、ロボットはマイクロコントローラ・ベースのセンサとアクチュエータのネットワークであり、より大きなコンピュータ・デバイスに接続されています。ただし、ROS にはマイクロコントローラ・レベルの対応が含まれていないため、開発者はカスタム・ソリューションを採用する必要があります。システムをロー・レベルで統合するには多大な労力が必要になるため、ロボット製造業者は多くの場合、独自のプラットフォームで作業することを決定します。その結果、ロボットは依然として、デプロイおよび運用にコストがかかります。

ロボットは現在、さまざまなデータリンクを介して接続された異なるインテリジェント・ノードの完全に分散したシステムと見なされています。したがって、この変化する環境では、高性能計算デバイス用に確立されたロボット・ソフトウェアプラット・フォームとマイクロコントローラ用のロー・レベル・ライブラリとの間の技術的ギャップを埋める緊急の必要性があります。

確立された “ハイ・レベルの ROS フレームワーク” を “マイクロコントローラ” に拡張することにより、ロボットエコシステムでリソースに制約のあるデバイスをシームレスに統合するためのプラットフォームであるmicro-ROS​ を介してマイクロコントローラに向かって、マイクロコントローラ・レベルの共通プラットフォームを活用して、コスト削減、開発効率、および参入障壁の低下を実現できます。

micro-ROS アーキテクチャ。Credit: The micro-ROS Project

ロボット・アプリケーション開発のデファクト・スタンダードである Robot Operating System (ROS 2.0) と互換性がある、micro-ROS は採用と移植性を容易にし、従来のロボットと IoT センサおよびデバイスとの相互運用性を可能にし、共通のフレームワークを使用して真に分散したロボット・システムを実現します。

FIROS2 では、ROS 2 メッセージを FIWARE NGSIv2 メッセージに変換する変換ライブラリーが必要です。メッセージごとに、統合サービス (FIROS2) に1つの変換ライブラリが必要です。

ROS 2 と相互運用できるように、リソースに制約のあるデバイス向けのネットワーク・ミドルウェアが提供されています。これは、ROS 2 ミドルウェアと相互運用可能です。EPROS は、すでに FIWARE FIROS2 GE を介して ROS 2 と FIWARE の相互運用性を提供しており、FIROS2 のアップデートは　micro-ROS との相互運用性を提供します。micro-ROS と　FIWARE の詳細については、こちらを参照してください。

2018年11月に、プロジェクト・パートナーの1つである Bosch の Ralph Lange 氏 (ロボティクス・リサーチのプロジェクト・マネージャ) が、ROS Developers Podcast で RicardoTéllez (CEO, The Construct) に話を聞きました。micro-ROS について質問され、micro-ROS と ROS 2 のリアルタイム実行メカニズムの必要性について尋ねられたとき、彼は次のように述べました。

micro-ROS の背後にあるモチベーションは、ほとんどのロボット・システムが非常に正当な理由でマイクロコントローラを使用していると考えることです。これらは、制御タスク、センサへの直接アクセスに非常に適していますが、[…] さまざまなオペレーティング・システムを使用しているため、統合に関してはギャップがあります。

micro-ROS の全体的な目標は、2つの方法でこのギャップを埋めることです。1つは、マイクロコントローラを ROS 2 エコシステムにシームレスに統合することです。[…] もちろん、2番目の目標は、マイクロコントローラを ROS 2 と統合するだけでなく […]、標準の　Linux ベース, Mac または Windows ベースのソフトウェアをマイクロコントローラに移植できるようにすることです。そのため、API を共通にし、できるだけ多くの概念をマイクロコントローラにもたらし、コードをマイクロコントローラに簡単に移植できるようにします。

プロジェクトの開発、そのアーキテクチャと今後の活動、およびプロジェクトで使用されている概念について詳しく知りたいですか？micro-ROS のウェブサイトをご覧ください。

eProsima, Acutronic Robotics, PIAP, Bosch, FIWARE Foundation は、micro-ROS プロジェクトのパートナーです。