要約
自律型ロボットや複雑な自動化アプリケーションを制御するための基本的なフレームワークは、知覚と制御タスクをスケジューリングし、他のロボットピアやリモートクラウドコンピュータとのリアルタイムデータ通信を提供できるオペレーティングシステム（OS）である。本稿では、異種AIベースのロボット工学と複雑な自動化アプリケーションを実現するために設計されたロボットOSであるCyberCortex AIを紹介する。CyberCortex AIは分散型OSであり、ロボット同士やクラウド上のハイパフォーマンスコンピュータ（HPC）との対話を可能にする。ロボットからの感覚データと制御データは、AIアルゴリズムを学習する目的でHPCシステムに向けてストリーミングされ、その後ロボットに導入される。ロボットの各機能（感覚データの取得、経路計画、動作制御など）は、インターネットを通じて共有されるいわゆるフィルターのデータブロック内で実行され、各フィルターはロボット自体でローカルに計算されるか、別のロボットシステムでリモートで計算される。データは、各フィルタの入力と出力の間のゲートウェイとして機能する、いわゆるTAM（Temporal Addressable Memory）を介して保存され、アクセスされる。CyberCortex AIには2つの主要コンポーネントがある：i) ロボットの組み込みハードウェア上で動作するDataBlockのリアルタイム実装であるCyberCortex AI推論システム、ii) クラウド上のHPCコンピュータ上で動作するCyberCortex AI道場。i）Unitree社製A1脚型ロボットとAnafi社製Parrot 4Kドローンを用いた森林火災予防システム、ii）CyberCortex社製AIを知覚と動作の協調制御に用いた自律走行システム。
要約(オリジナル)
The underlying framework for controlling autonomous robots and complex automation applications are Operating Systems (OS) capable of scheduling perception-and-control tasks, as well as providing real-time data communication to other robotic peers and remote cloud computers. In this paper, we introduce CyberCortex AI, a robotics OS designed to enable heterogeneous AI-based robotics and complex automation applications. CyberCortex AI is a decentralized distributed OS which enables robots to talk to each other, as well as to High Performance Computers (HPC) in the cloud. Sensory and control data from the robots is streamed towards HPC systems with the purpose of training AI algorithms, which are afterwards deployed on the robots. Each functionality of a robot (e.g. sensory data acquisition, path planning, motion control, etc.) is executed within a so-called DataBlock of Filters shared through the internet, where each filter is computed either locally on the robot itself, or remotely on a different robotic system. The data is stored and accessed via a so-called Temporal Addressable Memory (TAM), which acts as a gateway between each filter’s input and output. CyberCortex AI has two main components: i) the CyberCortex AI inference system, which is a real-time implementation of the DataBlock running on the robots’ embedded hardware, and ii) the CyberCortex AI dojo, which runs on an HPC computer in the cloud, and it is used to design, train and deploy AI algorithms. We present a quantitative and qualitative performance analysis of the proposed approach using two collaborative robotics applications: i) a forest fires prevention system based on an Unitree A1 legged robot and an Anafi Parrot 4K drone, as well as ii) an autonomous driving system which uses CyberCortex AI for collaborative perception and motion control.
arxiv情報
| 著者 | Sorin Grigorescu,Mihai Zaha |
| 発行日 | 2024-10-04 11:32:08+00:00 |
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