Architectures logicielles pour la robotique en nuage

Software architectures for cloud robotics : the 5 view Hyperactive Transaction Meta-Model (HTM5)

• Auteur / Autrice : Vineet Nagrath
• Direction : Fabrice Mériaudeau, Olivier Morel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 15/01/2015
• Etablissement(s) : Dijon en cotutelle avec Université de Technologie de Malaisie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Electronique, Informatique et Image (LE2i) (Dijon, Côte d'Or ; Auxerre, Yonne ; Chalon-sur-Saône, Saône-et-Loire ; Le Creusot, Saône-et-Loire ; 1996-2018)
• Jury : Président / Présidente : Gilles Gesquière
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fadzil Bin Hassan Mohd
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bruno Sadeg, Tomas Maul

Mots clés

Mots clés contrôlés

Informatique dans les nuages

Robotique

Logiciels -- Développement

Mots clés libres

Nuage de Robotique

Développement de logiciels utilisant des modèles

Cloud Robotics

Model driven software development

Résumé

Le développement de logiciels pour les robots connectés est une difficulté majeure dans le domaine du génie logiciel. Les systèmes proposés sont souvent issus de la fusion de une ou plusieurs plates-formes provenant des robots, des ordinateurs autonomes, des appareils mobiles, des machines virtuelles, des caméras et des réseaux. Nous proposons ici une approche orientée agent permettant de représenter les robots et tous les systèmes auxiliaires comme des agents d’un système. Ce concept de l’agence préserve l’autonomie sur chacun des agents, ce qui est essentiel dans la mise en oeuvre logique d’un nuage d’éléments connectés. Afin de procurer une flexibilité de mise en oeuvre des échanges entre les différentes entités, nous avons mis en place un mécanisme d’hyperactivité ce qui permet de libérer sélectivement une certaine autonomie d’un agent par rapport à ces associés.Actuellement, il n’existe pas de solution orientée méta-modèle pour décrire les ensembles de robots interconnectés. Dans cette thèse, nous présentons un méta-modèle appelé HTM5 pour spécifier a structure, les relations, les échanges, le comportement du système et l’hyperactivité dans un système de nuages de robots. La thèse décrit l’anatomie du méta-modèle (HTM5) en spécifiant les différentes couches indépendantes et en intégrant une plate-forme indépendante de toute plateforme spécifique. Par ailleurs, la thèse décrit également un langage de domaine spécifique pour la modélisation indépendante dans HTM5. Des études de cas concernant la conception et la mise en oeuvre d’un système multi-robots basés sur le modèle développé sont également présentés dans la thèse. Ces études présentent des applications où les décisions commerciales dynamiques sont modélisées à l’aide du modèle HTM5 confirmant ainsi la faisabilité du méta-modèle proposé.

Software development for cloud connected robotic systems is a complex software engineeringendeavour. These systems are often an amalgamation of one or more robotic platforms, standalonecomputers, mobile devices, server banks, virtual machines, cameras, network elements and ambientintelligence. An agent oriented approach represents robots and other auxiliary systems as agents inthe system.Software development for distributed and diverse systems like cloud robotic systems require specialsoftware modelling processes and tools. Model driven software development for such complexsystems will increase flexibility, reusability, cost effectiveness and overall quality of the end product.The proposed 5-view meta-model has separate meta-models for specifying structure, relationships,trade, system behaviour and hyperactivity in a cloud robotic system. The thesis describes theanatomy of the 5-view Hyperactive Transaction Meta-Model (HTM5) in computation independent,platform independent and platform specific layers. The thesis also describes a domain specificlanguage for computation independent modelling in HTM5.The thesis has presented a complete meta-model for agent oriented cloud robotic systems and hasseveral simulated and real experiment-projects justifying HTM5 as a feasible meta-model.