FogROS2-Sky: Optimizing Latency and Cost for Multi-Cloud Robot Applications

要約

この論文では、複雑な価格モデルとさまざまなアプリケーション要件を持つ異種クラウド サービス プロバイダーを使用したクラウド ロボティクスにおけるコスト パフォーマンスのトレードオフを研究します。
私たちは、コスト効率の高いオープンソース ロボティクス プラットフォームである FogROS2-Sky を紹介します。これは、未変更の ROS2 アプリケーションを複数のクラウド プロバイダーにオフロードし、ROS2 アプリケーションの複数のクラウド プロバイダーとの通信の詳細なコスト分析を可能にします。
各プロバイダーは CPU、GPU、メモリ、レイテンシーに関して異なるオプションを提供しているため、ユーザーがどれを選択するかを決定するのは非常に難しい場合があります。
FogROS2-Sky には最適化アルゴリズムが含まれており、ユーザーの遅延とコストの制約を満たす利用可能な最適なハードウェア仕様を見つけるか、そのような仕様が存在しないことを報告します。
FogROS2-Sky を使用して、ビジュアル SLAM、把握計画、動作計画という 3 つのロボット工学アプリケーションの時間コスト分析を実行します。
オプティマイザーに適したコストとレイテンシー関数を作成しながら、ほぼ半分のコストでさまざまなハードウェア設定をサンプリングできます。
また、これらのアプリケーションに対するオプティマイザーの有効性をパレートフロンティアで評価し、オプティマイザーがコストと遅延のバランスをとるために効率的なハードウェア構成を選択することを示します。
ビデオとコードはウェブサイト https://sites.google.com/view/fogros2-sky で入手できます。

要約(オリジナル)

This paper studies the cost-performance tradeoffs in cloud robotics with heterogeneous cloud service providers, which have complex pricing models and varying application requirements. We present FogROS2-Sky, a cost-efficient open source robotics platform that offloads unmodified ROS2 applications to multiple cloud providers and enables fine-grained cost analysis for ROS2 applications’ communication with multiple cloud providers. As each provider offers different options for CPU, GPU, memory, and latency, it can be very difficult for users to decide which to choose. FogROS2-Sky includes an optimization algorithm, which either finds the best available hardware specification that fulfills the user’s latency and cost constraints or reports that such a specification does not exist. We use FogROS2-Sky to perform time-cost analysis on three robotics applications: visual SLAM, grasp planning, and motion planning. We are able to sample different hardware setups at nearly half the cost while still create cost and latency functions suitable for the optimizer. We also evaluate the optimizer’s efficacy for these applications with the Pareto frontier and show that the optimizer selects efficient hardware configurations to balance cost and latency. Videos and code are available on the website https://sites.google.com/view/fogros2-sky

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