2019 Fiscal Year Research-status Report
電力効率と設計生産性に優れたロボットシステムの実行基盤技術および設計方法論
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18K18024
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高瀬 英希 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (50633690)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 組込みシステム / ロボティクス / 協調設計 / FPGA / オペレーティングシステム / 分散システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度から引き続き，mROSと呼ぶ組込みデバイス向け軽量実行環境の研究開発を推し進めた．本研究成果は，中規模の組込みマイコンにおいて，ロボットシステムのための通信ミドルウェアのデファクトスタンダードであるROS（Robot Operating System）の通信機構を活用できる実行プラットフォーム技術である．特に，効率的な出版購読型通信のためのタスク間同期・通信手法，および，ROSのソフトウェア開発において独自の型定義を可能とするMessageTypeの対応に取り組んだ．本研究成果は，情報処理学会の英字論文誌に採択され，出版された．
同時に，ROSとFPGAの統合開発を推進するプラットフォームの研究開発に取り組んだ．本研究内容は，研究課題の題材になるモバイル型サービスロボットの整備に繋がる．対象として組込みプロセッサとFPGAが密結合されたヘテロジニアスSoCを採用することができる．自律走行型移動ロボットの開発に適用し，本研究成果の有用性を示した．この取り組みを通して，研究成果が電力効率とリアルタイム性に優れたサービスロボットの実現に寄与できることを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
組込み向け軽量実行環境mROSに関する研究については，研究実績の概要で示したとおり，情報処理学会の英字論文誌に採択，出版された．これによって研究成果の基本技術についてはいったんのとりまとめができたものと考える．加えて継続的に機能拡張と研究発展を進めており，独自の型定義を可能とするMessageTypeの対応については，国際会議APRIS2019において発表し，Outstanding Paper Awardを受賞した．ROSとFPGAの統合開発プラットフォームについては，開発事例の研究発表を国際会議3件で実施した．
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| Strategy for Future Research Activity |
電力効率と設計生産性を同時に追求するシステムレベル方法論を確立する2つの研究課題を並行的に進める．実行プラットフォーム技術については，FPGAを含めた協調設計技術に加えて，GPUも含めたシステムレベルの設計技術の確立につなげていく．特に，処理の配置やデータ通信方式を指定するための構成記述の仕様について検討し，これに対応できる自動合成フローを構築していき，短期間で所望の最適解を得るための統計手法について議論を進める．また，mROSの研究開発をさらに推し進め，電力効率とリアルタイム性に優れたROSノードの省電力リアルタイムスケジューリング理論，および，FPGAハードウェアやGPUの管理機構について設計検討を進めていく．
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