Software Reconfiguration in Robotics

要約

ロボットは、さまざまなハードウェアを使用してさまざまな環境で動作するロボットをカスタマイズ、キャリブレーション、または最適化するために、再構成可能な$-$-$を再構成する必要があります。
ロボット工学の特定の課題は、ソフトウェアコンポーネントをパラメーター化するだけでなく、ソフトウェアコンポーネントをロードしてアンロードする自動化された動的な再構成です。
過去数十年にわたり、多くの種類のソフトウェア再構成技術が文献に提示されており、多くはロボットシステム専用に提示されています。
また、多くのロボットフレームワークが再構成をサポートしています。
残念ながら、実際のロボット工学プロジェクトでの再構成技術の実際の使用と、ロボット工学フレームワークでの実現に関する経験的データが不足しています。
再構成技術を進め、採用をサポートするには、実際にそれらの経験的理解を向上させる必要があります。
Roboticsドメインでの実行時に自動再構成の研究を提示します。
再構成に関する78の関連出版物をレビューすることにより、最先端を決定します。
4つの主要なロボティクスフレームワークが再構成をどのようにサポートするか、および48のロボット工学（サブ）システムで再構成がどのように実現されるかを分析することにより、プラクティスの最先端を決定します。
再構成技術の設計スペースの詳細な分析を提供します。
トレンドと研究のギャップを特定します。
私たちの結果は、最先端とプラクティスの間に大きな矛盾を示しています。
科学コミュニティは複雑な構造的再構成に焦点を当てていますが、実際にはパラメーターの再構成のみが広く使用されています。
私たちの結果は、実践者がロボットシステムの再構成を実現することをサポートし、研究者やツールビルダーをサポートして、実際に採用されているより効果的な再構成技術を作成します。

要約(オリジナル)

Robots often need to be reconfigurable$-$to customize, calibrate, or optimize robots operating in varying environments with different hardware). A particular challenge in robotics is the automated and dynamic reconfiguration to load and unload software components, as well as parameterizing them. Over the last decades, a large variety of software reconfiguration techniques has been presented in the literature, many specifically for robotics systems. Also many robotics frameworks support reconfiguration. Unfortunately, there is a lack of empirical data on the actual use of reconfiguration techniques in real robotics projects and on their realization in robotics frameworks. To advance reconfiguration techniques and support their adoption, we need to improve our empirical understanding of them in practice. We present a study of automated reconfiguration at runtime in the robotics domain. We determine the state-of-the art by reviewing 78 relevant publications on reconfiguration. We determine the state-of-practice by analyzing how four major robotics frameworks support reconfiguration, and how reconfiguration is realized in 48 robotics (sub-)systems. We contribute a detailed analysis of the design space of reconfiguration techniques. We identify trends and research gaps. Our results show a significant discrepancy between the state-of-the-art and the state-of-practice. While the scientific community focuses on complex structural reconfiguration, only parameter reconfiguration is widely used in practice. Our results support practitioners to realize reconfiguration in robotics systems, as well as they support researchers and tool builders to create more effective reconfiguration techniques that are adopted in practice.

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