A Computação em Nuvem é uma mudança de paradigma que tem ganho força ao longo dos últimos anos, sendo suportada pelo aumento da disponibilidade, omnipresença e fiabilidade das ligações sem fios à Internet. A Computação em Nuvem permite o acesso a recursos computacionais aparentemente ilimitados e localizados num agrupamento de computadores externos (a Nuvem). Em contrapartida, alguns robôs, como por exemplo drones, têm requisitos de mobilidade, tais como um tamanho/peso máximo ou uma autonomia mínima, e transportar mais recursos computacionais a bordo significa prejudicar estes requisitos.Este princípio pode ser importado para o campo de Robótica, dando origem ao nome Robótica em Nuvem. Neste caso, o objetivo é permitir que robôs consigam executar tarefas que não seriam capazes de executar em circunstâncias normais e/ou libertar recursos computacionais a bordo, de modo a que mais tarefas ou tarefas mais complexas possam ser executadas ao mesmo tempo por um robô móvel. Há muitas tarefas robóticas que podem tirar proveito de poder de processamento massivo e armazenamento, tais como mapeamento e localização simultâneos (SLAM), navegação, processamento de imagem, interação humano-robô e aprendizagem. Todas estas tarefas podem esgotar rapidamente os recursos computacionais de um robô, especialmente se algumas delas forem executadas simultâneamente.No entanto, para estabelecer uma ligação e exportar dados para a Nuvem é necessária alguma largura de banda, tornando assim o sistema num compromisso: por um lado, são libertados carga computacional e espaço de armazenamento, por outro lado é colocada maior pressão sobre o uso da rede sem fios. Esta dissertação tem como objetivo analisar este compromisso, adaptando duas tarefas multi-robô existentes, que operam sobre o Robot Operating System (ROS), e comparar a abordagem baseada em Nuvem com o sistema tradicional.Para validar as capacidades dos sistemas robóticos baseados na nuvem, foram realizadas tanto simulações como experiências com robôs reais. Os resultados de simulação mostram um claro ganho no tempo de CPU, enquanto que os testes com robôs reais confirmam que os resultados das tarefas permanecem inalterados. Apesar dos sistemas baseados na Nuvem exigirem muito maior largura de banda, um moderno Wi-Fi router consegue fornecer o suficiente para suportar qualquer equipa realista de robôs.
Index Terms
- CloudRobotics – Distributed Robotics Using Cloud Computing / CloudRobotics – Robótica Distribuída Usando Computação em Nuvem