Cloud robotics

Cloud robotics es un campo de robótica intenta invocar nube tecnologías tales como Computación en la nube, nube de almacenamiento de información y otras tecnologías de Internet centrados en los beneficios de la infraestructura convergente y servicios compartidos para la robótica. Cuando se conecta a la nube, robots pueden beneficiarse del poderoso almacenamiento de información computacional, y centro de recursos de comunicaciones de datos moderno en la nube, que puede procesar y compartir información de diferentes robots o agente (otras máquinas, objetos inteligentes, los seres humanos, etc.). Los seres humanos también pueden delegar tareas a robots remotamente a través de redes. Tecnologías de Cloud computing permiten sistemas de robots ser dotado de capacidad de gran alcance, reduciendo costos a través de tecnologías cloud. Así, es posible construir ligero, robots de bajo costos, más inteligentes tienen inteligente "cerebro" en la nube. El "cerebro" consiste en Centro de datos, base de conocimientos, planificadores de tareas aprendizaje profundo, información de soporte de procesamiento, los modelos de entorno, comunicación etc..

Componentes

Una nube de robots potencialmente tiene al menos seis componentes importantes:

• Ofrece una biblioteca global de imágenes, mapas y datos de objeto, a menudo con la geometría y propiedades mecánicas, sistema experto, base de conocimiento (web semántica, es decir, centros de datos);
• Computación masivamente paralela a pedido modelos estadísticos basados en la muestra y movimiento planificación, planificación de tareas, colaboración multi-robot, programación y coordinación del sistema;
• Compartir robot de los resultados, trayectorias y las políticas de control dinámico y robot de aprendizaje apoyo;
• Intercambio humano de "open source" código, datos y diseños de programación, experimentación y construcción de hardware;
• Demanda humana orientación y asistencia para la evaluación, aprendizaje y recuperación de error;
• Aumentada interacción Human-robot a través de varias manera (semántica conocimiento base, SIRI de Apple como servicio etc..).

Aplicaciones

Robots móviles autónomos: Coches Auto conducción de Google son robots de nube. Los coches utilizan la red para acceder a la enorme base de datos de Google de mapas y modelo satélite y medio ambiente (como el Street View) y combina con transmisión de datos de GPS, cámaras y sensores 3D para controlar su posición en centímetros y con patrones de tráfico actuales y anteriores para evitar colisiones. Cada vehículo puede aprender algo sobre ambientes, caminos o conducción, o condiciones y envía la información a la nube de Google, donde puede ser utilizado para mejorar el rendimiento de otros coches.

Robots médicos nube: una nube médica (también llamada un clúster sanitario) consiste en varios servicios como un archivo de enfermedad, registros médicos electrónicos, un sistema de gestión de la salud de los pacientes, servicios de prácticas, servicios de análisis, soluciones de clínica, sistemas expertos, etc.. Un robot puede conectarse a la nube para proveer servicios clínicos a los pacientes, así como prestar asistencia a los médicos (por ejemplo, un robot de cirugía Co). Por otra parte, también ofrece un servicio de colaboración mediante el intercambio de información entre los médicos y cuidadores sobre tratamiento clínico. Robots de asistenciales: Un robot doméstico se puede emplear para el cuidado de la salud y vida seguimiento para personas mayores. El sistema recoge el estado de salud de los usuarios y el intercambio de información con el sistema experto de cloud o médicos para facilitar la vida de los pueblos mayores, especialmente para aquellos con enfermedades crónicas. Por ejemplo, los robots son capaces de proporcionar apoyo para evitar que los ancianos de, apoyo saludable de emergencia tales como enfermedad cardíaca, enfermedad de blooding. Cuidadores de personas mayores también pueden recibir notificación cuando en la emergencia del robot a través de la red.

Robots industriales: Como resaltado por la Alemania Industria 4.0 Plan "la industria está en el umbral de la cuarta revolución industrial. Impulsado por la Internet, los mundos reales y virtuales están creciendo más y más juntos para formar el Internet de las cosas. La producción industrial del futuro se caracteriza por la fuerte individualización de productos bajo las condiciones de producción flexible (grandes series), la integración amplia de clientes y socios de negocio y procesos de valor añadido y la vinculación de servicios de producción y de alta calidad a productos híbridos llamados." En la fabricación, tal nube base robot sistemas podrían aprender a manejar las tareas tales como enhebrar hilos o cables, o alinear las juntas de la base de conocimiento profesional. Un grupo de robots puede compartir información para algunas tareas de colaboración. Aún más, un consumidor es capaz de ordenar producto modificado para requisitos particulares a la fabricación de robots directamente con el sistema de pedido en línea. Otro paradigma posible es sistema de entrega de compras robot - una vez que se coloca una orden, un robot de almacén envía el artículo a un coche autónoma o autónomo drone hasta la entrega a su destinatario (véase la figura [[: | coche de nubes de Self-driving]]).

Investigación

RoboEarth fue financiado por séptimo programa la Unión Europea marco de investigación, proyectos de desarrollo tecnológico, específicamente para explorar el campo de la robótica de la nube. El objetivo de RoboEarth es permitir sistemas robóticos aprovechar la experiencia de otros robots, allanando el camino para avances rápidos en máquina cognición y comportamiento y en última instancia, para la interacción hombre-maquina más sutil y sofisticada. RoboEarth ofrece una infraestructura Cloud Robotics. World-Wide-Web estilo la base de datos de RoboEarth almacena conocimiento generado por los seres humanos – y los robots, en un formato legible por la máquina. Los datos almacenados en la base de conocimientos de RoboEarth incluyen componentes de software, mapas de navegación (por ejemplo, ubicaciones de objetos, modelos del mundo), conocimiento de la tarea (por ejemplo, recetas de acción, estrategias de manipulación) y modelos de reconocimiento de objetos (por ejemplo, imágenes, modelos de objetos). El motor de la nube de RoboEarth incluye soporte para robots móviles, vehículos autónomos y drones, que requieren gran cantidad de cómputo para la navegación.

Rapyuta es un marco de robótica de cloud de código abierto basado en motor de RoboEarth, desarrollado por el investigador de robótica en el ETHZ. En el marco, cada robot conectado a Rapyuta puede tener un entorno seguro (cajas rectangulares) dándoles la capacidad para mover su pesado cómputo en la nube. Además, los entornos informáticos están fuertemente interconectados entre sí y tienen una conexión de gran ancho de banda en el repositorio de conocimiento de RoboEarth.

KnowRob es un proyecto de extensión de RoboEarth. Es un sistema que combina la representación del conocimiento y razonamiento métodos con técnicas para la adquisición de conocimientos y para el conocimiento de la tierra en un sistema físico y puede servir como un marco semántico común para integrar información de diferentes fuentes.

RoboBrain es un sistema computacional a gran escala que aprende de los recursos disponibles en Internet, simulaciones de computadora y robot reales ensayos. Se acumula todo robótica en una base de conocimiento global e interconectada. Las aplicaciones incluyen prototipos de investigación de robótica, robots domésticos y uno mismo-conducción de vehículos. El objetivo es tan directo como el nombre del proyecto: crear un cerebro centralizado, siempre en línea para los robots aprovechar. El proyecto es dominado por la Universidad de Stanford y la Universidad de Cornel. Y el proyecto es apoyado por la National Science Foundation, la oficina de investigación Naval, la oficina de investigación del ejército, Google, Microsoft, Qualcomm, el Alfred P. Sloan Foundation y la iniciativa nacional de robótica, cuyo objetivo es promover la robótica para ayudar a los Estados Unidos más competitivo en la economía mundial.

MyRobots es un servicio para robots y dispositivos inteligentes de conexión a Internet. Puede considerarse como una red social para robots y objetos inteligentes (es decir, Facebook para robots). Socializando, colaborando y compartiendo, robots pueden beneficiarse de esas interacciones también compartir su información del sensor de penetración a su punto de vista de su estado actual.

COALAS es financiado por el INTERREG IVA France (canal) – programa de cooperación europea transfronteriza de Inglaterra. El proyecto tiene como objetivo desarrollar nuevas tecnologías para personas con discapacidad a través de la innovación social y tecnológica y a través de la integridad social y psicológica de los usuarios. Objetivos es producir un sistema de vida asistida ambiente cognitivo con cluster salud en nube con los robots de servicio doméstico como silla de ruedas inteligente, humanoide que conectan con la nube.

ROS(Robot Operating System) proporciona un sistema de eco para apoyar a nube robótica. ROS es un marco flexible y distribuido para desarrollo de software de robot. Es una colección de herramientas, bibliotecas y convenciones que pretenden simplificar la tarea de crear comportamiento complejo y robusto robot a través de una amplia variedad de plataformas robóticas. Una biblioteca para ROS que es una implementación de Java pura, llamada rosjava, permite a las aplicaciones Android para robots. Ya que Android tiene un mercado en auge y miles de millones de usuarios, sería significativo en el campo de la robótica de la nube.

Limitaciones de la robótica de nube

Aunque robots pueden beneficiarse de diversas ventajas de cloud computing, la nube no es la solución a todos los de la robótica.

• Control de movimiento de un robot que depende en gran medida sensores y feedback del controlador no benefician mucho de la nube.
• Aplicaciones en la nube pueden llegar lento o no disponible debido a la alta latencia respuestas o enganche de la red. Si un robot se basa demasiado en la nube, una falla en la red podría dejar "descerebrado".
• Tareas que implican la ejecución en tiempo real requieren un procesamiento a bordo.

Desafíos

La investigación y desarrollo de la robótica de nube tiene las siguientes posibles problemas y retos:

• Escalable paralelización grid basado en computación, paralelización esquemas escala con el tamaño de la infraestructura de automatización.
• Equilibrio de carga efectiva: equilibrio entre local y cómputo en la nube.
• Bases de conocimiento y representaciones
• Aprendizaje colectivo para la automatización en la nube
• Plataforma de infraestructura o Software como servicio
• Internet de las cosas para la robótica
• Control tolerante de fallas integrado y colaborativo
• Big Data: Datos, recogidos y difundidos en redes grandes, accesibles pueden activar decisiones para problemas de clasificación o revelar patrones.
• Comunicación inalámbrica, conectividad a la nube
• Arquitecturas de nube de robot
• Infraestructuras de código abierto, libre acceso
• Compartir carga de trabajo
• Normas y protocolo

Riesgos

Seguridad ambiental -La concentración de recursos y usuarios en un entorno de cloud computing la computación representa también una concentración de amenazas de seguridad. Debido a su tamaño y significación, entornos cloud son a menudo blanco de máquinas virtuales y bot malware, ataques de fuerza bruta y otros ataques.

Seguridad y privacidad de datos -Hosting datos confidenciales con los proveedores de servicios de nube consiste en la transferencia de una cantidad considerable de control de la organización sobre seguridad de los datos al proveedor. Por ejemplo, cada nube contiene una gran información de los clientes incluyen datos de carácter personal. Si un robot doméstico es hackeado, los usuarios podrían tener riesgo de su privacidad y seguridad, como el diseño de la casa, instantáneas de vida, casa vista, etc.. Se puede acceder y se filtró al mundo alrededor por los delincuentes. Otro problemas es una vez que un robot es hackeado y controlado por alguien más, que pueden poner al usuario en peligro.

Problemas éticos -Cierta ética de la robótica, especialmente para la robótica basada en cloud debe ser considerado. Puesto que un robot está conectado a través de redes, tiene riesgo a ser visitado por otras personas. Si un robot fuera de control y lleva a cabo actividades ilegales, que deben ser responsables de él.

Historia

Número especial sobre nube de robótica y Automatización - A edición especial de las transacciones de IEEE en ciencia de la automatización y la ingeniería, abril de 2015.

Cloud Robotics-habilitar cloud computing para robots. El autor propone algunos paradigmas de la utilización de cloud computing en robótica. Se acuñaron algunos campo potencial y desafíos. R. Li 2014.

Taller de IROS 2013 IEEE Cloud Robotics. Tokio. Noviembre de 2013.

Taller NRI en Cloud Robotics: retos y oportunidades-febrero de 2013.

Aplicaciones de Robot robot APP Store en nube, proporcionar aplicaciones para robot como aplicación de ordenador y teléfono.

DARPA Cloud Robotics.

Una hoja de ruta para U.S. Robotics desde Internet a robótica 2013 edición - por Georgia Institute of Technology, consorcio de tecnología robótica Carnegie Mellon University, University of Pennsylvania, University of Southern California, Universidad de Stanford, Universidad de California – Berkeley, Universidad de Washington, Instituto de Massachusetts de OA TechnologyUS y robótica U.S.. La hoja de ruta destacó "Nube" robótica y la automatización para la fabricación de años en el futuro.

Robot basado en la nube agarrando con el motor de reconocimiento de objeto de Google.

Nacional robótica iniciativa de los E.e.u.u. anunciado en 2011 pretende explorar cómo los robots pueden mejorar el trabajo de los seres humanos en lugar de sustituirlos. Afirma que la próxima generación de robots son más consciente que inconsciente, más social que solitario.

James J. Kuffner, un ex profesor de robótica CMU y ahora investigador de Google, habló sobre robótica de nube en la Conferencia Internacional de IEEE/RAS 2010 robótica humanoide. Describe "un nuevo enfoque a la robótica que aprovecha Internet como un recurso de cómputo masivamente paralelo y compartir recursos de datos enorme."

Ryan Hickman, un gerente de producto de Google, condujo un esfuerzo voluntario interno en 2010 para conectar robots con servicios en la nube de Google. Este trabajo más tarde se amplió para incluir código abierto ROS apoyo y demostró en el escenario por Ryan Hickman, Damon Kohler, Brian Gerkey y Ken Conley en la Google I/O 2011.

El Comité técnico de IEEE RAS en Internet y en línea Robots fue fundado por Ken Goldberg y Roland Siegwart et al. en mayo de 2001. El Comité ampliado luego a la sociedad IEEE de robótica y Comité del automatización técnico de Robots en red en 2004.

Véase también

• Robusteza ubicua
• Esquema de la robótica
• Internet de las cosas
• Sistema de multi agente
• Trascendencia

Acoplamientos externos

• MyRobots
• La era de la robótica de nube - revisar empresas de robótica.
• Robótica - espectro de IEEE en la nube
• Cloud robotics en RoboHub
• Cloud computing: retos de vanguardia e investigación
• Automatización EXPO21XX
• Cloud Robotics con Ken Goldberg (Video)
• Cloud Robotics Hackathon

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