34、多机器人系统中间件：现状、挑战与展望

多机器人系统中间件：现状、挑战与展望

多机器人系统中间件的挑战

在当今的科技领域，机器人的应用越来越广泛，特别是在集群环境中，机器人能够实现对全局环境的感知，并在集群内部以及与外部通信对象（如传感器、网络和服务网关、具备无线功能的移动设备等）进行通信。然而，开发适用于多机器人系统的中间件面临着诸多挑战。

1. 软件模块化
   • 机器人应用开发需要更注重软件导向的模块化理念。开发过程应通过将更高层次的抽象与应用程序接口（APIs）集成来简化。
   • 中间件应支持新开发模块的即插即用机制，能够热插拔新的软件包。
   • 还应具备与存储库（如RoboEarth）共享模块和知识的能力。
2. 基础设施与通信
   • 模块应能在任何基础设施上运行，这意味着中间件需要提供硬件抽象层，以方便模块的重用。
   • 中间件要能自动发现传感器和执行器，使机器人了解自身能力，并将这些能力组织成机器人服务进行广播，让每个机器人知晓团队成员的能力。
   • 机器人在集群中是动态且可独立移动的，需要在去中心化网络中进行自组织。同时，由于机器人的移动性，集群在通信层可能会分裂，但在应用层应保持相同的配置，成员需自适应新的集群配置。
   • 中间件要提供信息共享和协作系统，为所有相关组件提供通信支持和互操作性，并通过更易理解的语言屏蔽底层通信，使开发者无需关注底层细节。
   • 还应确保所有机器人共享相同的共享信息值，提供支持机器人协