Робототехника является одной из самых быстроразвивающихся отраслей в современном мире. Роботизированные системы получают применение в военном деле, медицине, искусстве и в быту. Роботы способны выполнять многие виды работы быстрее и качественнее, чем человек, чем объясняется их возрастающая популярность. В связи с вышеуказанным, можно отметить высокий спрос на специалистов в области робототехники, а отсюда вытекает потребность в робототехнических образовательных комплексах. В ответ на такую потребность на математико-механическом факультете СПбГУ усилиями кафедр системного программирования и теоретической кибернетики разрабатывается контроллер ТРИК.
Вместе с развитием аппаратных платформ идёт также развитие ПО в сфере робототехники. Алгоритмы становятся всё более сложными и многоуровневыми, а приложения зачастую нелегко масштабировать. С другой стороны, так же как и в программировании компьютерных систем, в программировании для робототехнических платформ существует множество типичных задач. Такие действия, как работа с данными датчиков и приводов, организация межпроцессного взаимодействия, сбор информации о состоянии робототехнической системы, реализация распространённых алгоритмов робототехники: избегание препятствий, планирование пути и многие другие, решаются схожим образом на разных системах и могут быть вынесены на отдельный уровень абстракции. Эту задачу успешно решает программное обеспечение промежуточного уровня (middleware).
Дейв Баккен описывает промежуточное программное обеспечение как класс технологий, призванных поддерживать сложность и гетерогенность, присущую распределённым системам [4]. Действительно, за многими известными роботами стоят различные системы, управляющие периферией, структурирующие код и упорядочивающие процесс разработки приложений. Зачастую инструментарий создаётся исключительно для одной робототехнической системы, что объясняет большое количество существующих систем промежуточных уровня.
Главное преимущество промежуточного программного обеспечения — возможность переиспользования большого количества готовых компонентов. Существует множество научных статей, описывающих интересные разработки различных лабораторий, результаты которых реализованы в рамках некоторой системы промежуточного уровня. При адаптации таких систем для контроллера ТРИК можно будет использовать эти достижения при минимуме затраченных на реализацию усилий. Таким образом, появляется задача выбора и адаптирования некоторой промежуточной программной системы для контроллера ТРИК.
Стоит отметить, что на кафедре системного программирования уже существуют работы по использованию ROS (Robot Operating System) на контроллере ТРИК, однако существуют интересные разработки, основывающиеся и на других инструментариях, поэтому есть необходимость рассмотреть и другие системы промежуточного уровня.
В рамках работы были получены следующие результаты.
1. Проведено сравнение существующего промежуточного программного обеспечения (middleware) робототехники.
2. Выработаны критерии для выбора промежуточного программного обеспечения, которое было адаптировано для контроллера ТРИК.
3. Инструментарий Player адаптирован для контроллера ТРИК.
4. Проведена апробация результатов адаптирования системы промежуточного уровня Player для контроллера ТРИК.
