Los robots de servicio deben operar en entornos abiertos y cambiantes, al mismo tiempo que cumplen con los requisitos de disponibilidad, fiabilidad, seguridad, robustez y rendimiento. Por lo tanto, la complejidad de su software es tal que se debe proporcionar al robot mecanismos de adaptación a diferentes tareas y situaciones.

En muchos casos, este software es de naturaleza distribuida, debido a que algunas tareas se llevan a cabo de forma paralela en diferentes máquinas y que el sistema robótico puede estar compuesto por una red de dispositivos heterogéneos. Para abordar toda esta complejidad, el desarrollo de los sistemas robóticos tiende a centrarse en el uso de frameworks basados en componentes que permitan la reutilización y evolución del software.

La comunicación entre estos componentes se realiza mediante un middleware que abstrae las redes de comunicaciones subyacentes y proporciona a los componentes un medio para interactuar, independientemente de su implementación o de donde se encuentren desplegados. Así pues, el middleware representa un elemento crítico del sistema robótico.

DDS (Data Distribution Service)

DDS es una especificación dirigida al desarrollo de middlewares escalables, eficientes y flexibles. Los middlewares que implementan la especificación DDS poseen una alta capacidad de configuración de la calidad de servicio que se ofrece a los componentes. Así pues, el desarrollador puede ajustar manualmente multitud de aspectos relacionados con la comunicación, como los retardos, la confiabilidad o el tamaño de los buffers.

Dado que la correcta configuración de estos parámetros depende de la aplicación concreta, se trata de un proceso costoso donde cualquier error podría repercutir de forma negativa. Por otro lado, es habitual que la configuración óptima de los parámetros dependa del contexto del sistema. Por ejemplo, si en un momento dado la actividad aumenta y los buffers están muy cargados de mensajes, podría ser conveniente ampliar su tamaño para mejorar el rendimiento del sistema.

Investigación

La investigación que se llevará a cabo durante la estancia del Doctorando en la Universidad de Málaga, bajo la supervisión del Dr. Antonio J. Bandera Rubio, tiene como objetivo modelar e integrar mecanismos de software auto-adaptativo para optimizar automáticamente, en tiempo de ejecución, la calidad de servicio de un middleware robótico basado en la especificación DDS.

Equipo de Investigación

El Dr. Antonio J. Bandera Rubio y su equipo llevan a cabo su actividad investigadora en el ámbito de la robótica. Desarrollan proyectos nacionales e internacionales y poseen multitud de publicaciones científicas en ese área. Además, el grupo del Dr. Antonio J. Bandera Rubio ha creado el middleware para robótica Nerve, basado en el estándar DDS. Con todo ello, se trata de un entorno perfecto para que el Doctorando aplique las ideas sobre software auto-adaptativo, abordadas en su Tesis Doctoral, en el dominio de la robótica.

Viabilidad de la Investigación

La viabilidad de la investigación propuesta ha sido contrastada de forma exitosa en una colaboración previa del Doctorando con investigadores del equipo del Dr. Antonio J. Bandera Rubio. Los resultados serán presentados en REACT 2013 (Workshop on Recognition and Action for Scene Understanding) en York (UK) en agosto de 2013.

Programa de Trabajo

1. Semana 1: Investigación sobre la inclusión de mecanismos auto-adaptativos en el middleware Nerve.
2. Semana 2: Desarrollo de un caso de estudio para validar las estrategias auto-adaptativas incorporadas en el middleware.
3. Semana 3: Estudio de los resultados. Realización de refinamientos y mejoras.
4. Semana 4: Planificación de publicaciones futuras.