Software Engineering for Robotics: Future Research Directions; Report from the 2023 Workshop on Software Engineering for Robotics

要約

ロボットは、家のメンテナンスからインフラ点検、商品の効率的な倉庫保管から自動運転車など、私たちの日常生活のさまざまな側面に浸透し、革命を経験しています。
この技術的進歩とその影響は驚くべきものです。
しかし、この革命は、何十年もほとんど変わっていない既存のソフトウェア開発プロセス、技術、ツールの能力を上回っています。
これらの機能は、多種多様なドメイン、異種ハードウェア、プログラムおよび学習されたコンポーネント、不確実性を伴って捕捉およびモデル化された複雑な物理環境、人間との相互作用を含む緊急の動作、およびスケーラビリティの処理など、ロボット ソフトウェアに特有の課題を処理するのには不向きです。
多次元にわたる要求。
これまで以上にユビキタスで自律的で、複雑な適応コンポーネント、ハードウェア、データに依存するロボット用のソフトウェアを開発する必要性を見据えて、デトロイトで開催された、ロボット工学のためのソフトウェア エンジニアリングをテーマとする NSF 主催のコミュニティ ワークショップが動機付けられました。
2023年10月にミシガン州で開催。ワークショップの目標は、ロボット工学とソフトウェアエンジニアリングの思想的リーダーを結集してコミュニティを団結させ、そのコミュニティが今後5年間に解決を目指すべきロボット工学のSE分野における主要な問題を特定することであった。
このレポートは、特にロボット ソフトウェアに特有の課題を明確にし、それらに取り組むための実りある短期研究の方向性のビジョンを特定することにより、そのワークショップの動機、活動、成果を要約するのに役立ちます。

要約(オリジナル)

Robots are experiencing a revolution as they permeate many aspects of our daily lives, from performing house maintenance to infrastructure inspection, from efficiently warehousing goods to autonomous vehicles, and more. This technical progress and its impact are astounding. This revolution, however, is outstripping the capabilities of existing software development processes, techniques, and tools, which largely have remained unchanged for decades. These capabilities are ill-suited to handling the challenges unique to robotics software such as dealing with a wide diversity of domains, heterogeneous hardware, programmed and learned components, complex physical environments captured and modeled with uncertainty, emergent behaviors that include human interactions, and scalability demands that span across multiple dimensions. Looking ahead to the need to develop software for robots that are ever more ubiquitous, autonomous, and reliant on complex adaptive components, hardware, and data, motivated an NSF-sponsored community workshop on the subject of Software Engineering for Robotics, held in Detroit, Michigan in October 2023. The goal of the workshop was to bring together thought leaders across robotics and software engineering to coalesce a community, and identify key problems in the area of SE for robotics that that community should aim to solve over the next 5 years. This report serves to summarize the motivation, activities, and findings of that workshop, in particular by articulating the challenges unique to robot software, and identifying a vision for fruitful near-term research directions to tackle them.

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