BittyBuzz: A Swarm Robotics Runtime for Tiny Systems

要約

群れロボット工学は、ロボット工学の進歩とその潜在的な応用のおかげでますます注目を集めている新興研究分野です。
しかし、この研究分野の熱意にもかかわらず、群ロボット工学のためのソフトウェア開発は依然として退屈な作業です。
その事実の一部は、専用のソリューションが不足していること、特に大量生産される低コストのシステムには重要なリソース制約があることが原因です。
この問題に対処するために、新しいランタイム プラットフォームである BittyBuzz を導入します。これにより、動的メモリ管理を維持しながら、ドメイン固有言語である Buzz をマイクロコントローラー上で実行できるようになります。
BittyBuzz は、(スクリプトに使用可能なスペースを備えた) 32 KB のフラッシュ メモリに適合し、わずか 2 KB の RAM で動作するように設計されています。
この作業では、BittyBuzz の実装、元の Buzz 仮想マシンとの違い、および群れロボティクス システムにとっての利点を紹介します。
BittyBuzz が最小限のメモリ フットプリントで 3 つのロボット プラットフォームと正常に統合されていることを示し、BittyBuzz の計算パフォーマンスを示す実験を実施します。
結果は、BittyBuzz を効果的に使用して、マイクロコントローラー ベースのシステムで一般的な swarm 動作を実装できることを示しています。

要約(オリジナル)

Swarm robotics is an emerging field of research which is increasingly attracting attention thanks to the advances in robotics and its potential applications. However, despite the enthusiasm surrounding this area of research, software development for swarm robotics is still a tedious task. That fact is partly due to the lack of dedicated solutions, in particular for low-cost systems to be produced in large numbers and that can have important resource constraints. To address this issue, we introduce BittyBuzz, a novel runtime platform: it allows Buzz, a domain-specific language, to run on microcontrollers while maintaining dynamic memory management. BittyBuzz is designed to fit a flash memory as small as 32 kB (with usable space for scripts) and work with as little as 2 kB of RAM. In this work, we introduce the BittyBuzz implementation, its differences from the original Buzz virtual machine, and its advantages for swarm robotics systems. We show that BittyBuzz is successfully integrated with three robotic platforms with minimal memory footprint and conduct experiments to show computation performance of BittyBuzz. Results show that BittyBuzz can be effectively used to implement common swarm behaviors on microcontroller-based systems.

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