Dissertação

{en_GB= An Adaptive Robotics Middleware for a Cloud-based bridgeOS} {} EVALUATED

{pt=As aplicações robóticas e as capacidades dos robôs têm crescido exponencialmente nestes últimos anos. No entanto, limitações de hardware e restrições dos meios ambientes continuam a impedir alguns requisitos de serem satisfeitos. Contudo, à medida que a computação em nuvem progrediu, a robótica começou a tirar partido dos seus recursos elásticos, descarregando computação e dados para a nuvem. Isto deu início a um novo campo designado, Cloud Robotics. Múltiplas soluções têm sido propostas, cada uma com as suas particularidades e objetivos, embora nenhuma tenha sido capaz de fornecer uma solução padrão e genérica que vincule robôs, utilizadores e computação em nuvem. Uma plataforma inovadora, a bridgeOS, tenta assumir esse papel, fornecendo uma nova solução e estrutura, que integra paradigmas de serviços recentes, abordagens orientadas para a web e um software proeminente para redes robóticas, o Robot Operating System (ROS). De modo a alcançar este objetivo, propomos uma extensão de bridgeOS, destinada para a computação em nuvem, capaz de lançamentos dinâmicos de serviços para os robôs e adicione suporte para tomada de decisões adaptativas, com base em recursos disponíveis e métricas de desempenho, para otimizar em tempo real, a forma como estes serviços são distribuídos e qual o desempenho alcançado. No geral, o middleware desenvolvido é robusto, resistente, versátil e capaz de escalar para centenas de componentes. Os resultados experimentais mostram que é uma solução viável, com benefícios a excederem a sobrecarga gerada., en=Robotic applications and their capabilities have grown exponentially in recent years, but hardware limitations and environment restrictions still lead to unfulfilled requirements. As Cloud Computing matured, however, robotics began taking advantage of its elastic resources by offloading computation and data to the cloud, effectively creating what is now called Cloud Robotics. Although a multitude of frameworks have been proposed over the years, each with its own unique specifications and goals, none has become dominant nor able to provide a standard and generic solution linking both robots, users and the cloud. An innovative platform, bridgeOS, attempts to take on this role by providing a new solution and framework, integrating recent Services paradigms, using a web-oriented approach and supporting a prominent software for networked robotics, the Robot Operating System (ROS). To accomplish this, we propose a cloud-based extension for the bridgeOS framework, capable of dynamic service deployments for the robots, and add support for adaptive decision making, based on available resources and performance metrics, to optimize in real time, both how those services are distributed and how well they perform. Overall, the middleware we developed is robust, resilient, versatile and capable of scaling to hundreds of components. Our experimental results show that it is a viable solution, with benefits exceeding the overhead it generates.}
{pt=Mediador Robótico, Nuvem Robótica, Descarregamento Adaptativo, Monitorizaçãao em Tempo Real, Contêineres Docker, ROS, en=Robotics Middleware, Cloud Robotics, Adaptive Offloading, Dynamic Decision Making, Docker Containers, ROS}

Novembro 3, 2017, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Luís Manuel Antunes Veiga

Departamento de Engenharia Informática (DEI)

Professor Associado

ORIENTADOR

Rodrigo Martins de Matos Ventura

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar