ロボット管理プラットフォーム「 RoboticBase 」の紹介

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ロボット管理プラットフォーム「 RoboticBaseTM 」の紹介
～人とロボットが共生する社会を目指して～
ROS Japan UG #27 勉強会
戦略技術センター
占部一輝(@KazukiUrabe)

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• ROSロボットとクラウドの連携
• クラウドストレージへのデータ保存
• クラウド機能との連携
• ROSロボットの遠隔操作
• デプロイ(ROSノードの起動と停止)
• アップデート
• ROS以外で制御されたロボット、IoTとの連携
• OpenRTM, NAOqiなどの他ミドルウェア
• 組み込み機器などROS実装が難しいハードウェア
RoboticBaseTMを利用すると、ROS(ROS2)で以下のことが可能に

• ～2017年電気通信大学大学院情報システム学研究科
• OpenRTMを活用した視覚研究者向けプラットフォームの開発
• 2017年～ TIS株式会社戦略技術センター
• TIS株式会社
• IoTプラットフォームの推進団体「FIWARE Foundation」にゴールドメン
バーとして参画
• ROSConJP ゴールドスポンサーとして出展 ⇒
• We are hiring!
• https://www.wantedly.com/projects/171650
自己紹介

1. 人口減少・超高齢化社会の到来
– 「現役世代」が「リタイア世代」を支える社会スキームの限界により、AIや
ロボットによる肩代わりが必須となる
– 単体ロボットでの人の肩代わりをすることは現状難しい
2. 「ロボット」「人」「環境(IoT、カメラ、オープンデータなど)」の連携が必要
– ロボット × ロボット
• 異機種ロボット間の連携
– ロボット × 環境
• IoTデバイス
• クラウドサーバ
• 外部データ(オープンデータ)
3. 異機種ロボットの統合管理用プラットフォーム「 RoboticBaseTM 」を開発
なぜロボット用プラットフォームが必要なのか？

RoboticBaseTMの全体像
turtlebot3
deployer
bridge
gamepad
minikube
browser
gamepad
raspberry pi
Message Queue
ロボットの操縦
Data collection (Cygnus)
robot logLocus visualizationRobot operation
API Gateway Authentication
&
Authorization
Managed Kubernetes
mongodb
Context Broker (Orion)
IoT Device Management (IDAS)
ロボットの可視化
Support
component
FIWARE GEi
OSS
Middleware
Monitoring
Logging
Web UI
プラットフォーム管理
ロボットプログラムのデプロイ
master
turtlebot
operator
3rd party robot
HTTPS
MQTTS

⚫ Kubernetesを用いた
コンテナベースマイクロサービス
RoboticBaseTMのコンセプト
https://kubernetes.io/docs/tutorials/kubernetes-basics/deploy-app/deploy-intro/
⚫ IoTプラットフォーム
「FIWARE」の活用
https://www.fiware.org/developers/

• コンテナベースマイクロサービスとは？
– 独立したコンテナ(マイクロサービス)同士を連携させ、単一サービス
として動作させること
• コンテナが動く環境であれば、どこでも動かすことが可能
• Dockerが有名
• Kubernetesとは？
• コンテナのデプロイ、スケーリングおよび管理の自動化のためのコ
ンテナオーケストレーションツール
• 物理ノードの管理、コンテナの配置、コンテナの名前解決、
オートヒーリング、負荷分散、スケーリング等
Kubernetesを用いたコンテナベースマイクロサービス

• FIWAREとは？
– 実世界の「コンテキストデータ」を収集、処理・分析し実世界にフィー
ドバックを行うためのIoTプラットフォーム
– 国際標準規格に基づいたオープンAPIを採用
– リファレンス実装されたコンポーネント(GEi)をOSSとして提供
• GEi (Generic Enablers) : 一般的に利用できるコンポーネント
FIWAREの活用
https://www.fiware.org/developers/https://ec.europa.eu/growth/sectors/space/research/fp7_en

RoboticBaseTMの全体像
turtlebot3
deployer
bridge
gamepad
minikube
browser
gamepad
raspberry pi
Message Queue
&
Authorization
Managed Kubernetes
mongodb
Support
component
FIWARE GEi
OSS
Middleware
Monitoring
Logging
Web UI
master
turtlebot
operator
3rd party robot

マイクロサービスの概要(サーバー)
turtlebot3
deployer
bridge
gamepad
minikube
browser
gamepad
raspberry pi
Message Queue
&
Authorization
Managed Kubernetes
mongodb
Support
component
FIWARE GEi
OSS
Middleware
Monitoring
Logging
Web UI
master
turtlebot
operator
3rd party robot
•コンテキストデータの登録、検索、
更新、購読を管理
•購読者としてマイクロサービスを登
録することで、データの変更時に通知
が送られる
•コンテキストの状態が変更された際に通知を受け、指定されたデータシンクにその変更を記録
•FIWAREと接続するバックエンドデバイスを管理

3rd party robot
FIWARE GEi
OSS
Middleware
マイクロサービスの概要(サーバー)
turtlebot3
deployer
bridge
gamepad
minikube
browser
gamepad
raspberry pi
&
Authorization
Managed Kubernetes
mongodb
Support
component
master
turtlebot
operator
Message Queue
Monitoring
Logging
•IoTデバイスやロボットとMQTTSを介して接続
Web UI
プラットフォーム管理•Monitoring
•ノードやクラスタの状態収集・可視化
•CPU使用率、メモリ使用率、Load average等
•閾値を超えた場合のアラート送信
•Logging
•マイクロサービスのログ集約とアラート通知
•ノード自身のログや、各PodのログElasticsearchに収集しKibanaで分析

マイクロサービスの概要(ロボット、デバイス)
browser
Message Queue
Authentication
&
Authorization
Managed Kubernetes
mongodb
Support
component
FIWARE GEi
OSS
Middleware
Monitoring
Logging
Web UI
turtlebot3
bridge
master
turtlebot
operator
deployer
minikube
API Gateway
3rd party robot
gamepad
gamepad
raspberry pi

browser
Message Queue
Authentication
&
Authorization
Managed Kubernetes
mongodb
Support
component
FIWARE GEi
OSS
Middleware
Monitoring
Logging
Web UI
turtlebot3
bridge
master
turtlebot
operator
deployer
minikube
API Gateway
3rd party robot
gamepad
gamepad
raspberry pi
•ロボット自身のKubernetes化
•ロボット上で動作しているROSノードをKubernetes上の
マイクロサービスとして管理
•サーバ経由で遠隔からノードの入れ替え、ロボット情報の
収集、可視化・分析が可能
•ロボットが公開するAPIの活用
•3rd Partyのロボットなど、ロボットの内
部実装に手が出せない場合は、ロボットの
公開APIをRoboticBaseに接続、APIの範囲
内でロボットの操作が可能

turtlebot3
deployer
bridge
gamepad
minikube
browser
gamepad
raspberry pi
Message Queue
robot logLocus visualization
&
Authorization
Managed Kubernetes
mongodb
Support
component
FIWARE GEi
OSS
Middleware
Monitoring
Logging
Web UI
master
turtlebot
operator
3rd party robot
Robot operation
•Orionのコンテキストの操作としてビジネスロジックを表現するた
め、ロボットやデバイスの実装の詳細を気にせず、普通のWebアプ
リを書くだけで良い

⚫ ゲームパッドやWeb画面上のコントローラーのボタンを押すことで
ロボットを操作する
RoboticBaseのデモ

• RoboticBase™のコア部分をOSS化
– https://github.com/tech-sketch/roboticbase-core
• Managed Kubernetes（Azure AKS or minikube）上へ
ロボットを統合管理するためのマイクロサービス群を構築するための
スクリプト類と手順書
✓ FIWAREのコアコンポーネント
✓ API GatewayとMessage Queue
✓ プラットフォーム自身とロボットのモニタリングとアラート
✓ ロボットのプログラムのリモートデプロイ
• ゲームパッドとロボット（turtlebot3）を用いた、ロボットを管理する
サンプルビジネスロジックも付属
RoboticBase-core

複数ロボットによる施設内誘導案内
https://youtu.be/D9NPxxYgPa0

複数ロボットによる施設内誘導案内
3F
2F
1F誘導案内（1F担当）
誘導案内（2F担当）
スマホ通知で迎え
受付サービス
開始トリガ
対象者検知
・1F目的地まで
・1Fエレベータまで
・2F目的地まで
入口
センサー
セキュリティエリア

まとめ
• 人口減少・超高齢化などの社会課題を考えると、人々の生活に密着した
サービスロボットの活用が重要となる
• そのためには、「ロボット」「人」「環境」の連携を可能にするロボッ
トプラットフォームが必要となる
• RoboticBaseTMではロボットのプログラムをKubeneres上に実装するこ
とで、クラウドからの命令に応じてプログラムの入れ替え、ログの収集、
可視化、分析等を行うことができる
• RoboticBaseTMのコア部分をOSSとして公開中
• https://github.com/tech-sketch/roboticbase-core
• 実証実験で使用したコードも公開予定
• https://github.com/ogcaizu/

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