産総研オープンラボが10月31日(木)～11月1日(金)の日程で、産総研つくばセンターにて行われました。 RTミドルウエアについては「D2-04 ロボットソフトウエア基盤：RTミドルウエア（ROBOSSA）」としてパネル展示およびラボ見学を行い多くのご来場者の皆様にご覧いただきました。なお、ラボ見学ではRTミドルウエアを利用していただいている大学、企業様による展示も行われ活発な意見交換も行われました。様子についてはページ下部の写真をご覧ください。
RTミドルウエア関連の展示は太字にて示してあります。 (ラボ見学有)と記載のある展示は、個別の展示があります(予約制)。それ以外は、メイン会場でのパネル展示のみとなります。 当日でもラボ見学予約は可能ですが、定員がありますので事前のご予約をおすすめします。
RTミドルウエア（OpenRTM-aist）はロボットシステムを容易に構築するためのソフトウエアプラットフォームです。ロボットの機能要素（センサ、アクチュエータ、アルゴリズム等）を、RTコンポーネントと呼ばれる単位でモジュール化し、その組み合わせでシステムを構成します。ミドルウエアには、モジュール化とその再利用を容易にするための機能が備わっており、ロボットシステムの開発期間の短縮、コストの削減に貢献します。 RTコンポーネントは、言語（C++、Java、Python）、OS（UNIX、Windows、MacOS X等）を問わず作成・動作が可能で、異言語・OS上のRTコンポーネント同士をネットワーク経由で容易に連携させることができます。RTミドルウエア（OpenRTM-aist）のインターフェース仕様は、産総研が中心となって策定されたOMG（Object Management Group）の国際標準：RTC (Robotic Technology Component)仕様に準拠しています。OpenRTM-aistは今年のロボット大賞2007 ソフトウエア・部品部門優秀賞受賞ソフトウエアです。
現在、NEDO「次世代ロボット知能化技術開発プロジェクト(通称：知能化プロジェクト)」(2007-2011)において、ロボットシステム開発のための統合開発プラットフォーム OpenRT Platform が開発されています。このソフトウエアプラットフォームは、OpenRTMをベースとし、多くのツール群(ツールチェーン)によりロボットの開発効率の向上を目指しています。 旧OpenRTMツール(RtcTemplate・RtcLink)も、OpenRT Platform ツールチェーンに取り込まれ、様々な機能追加・改良を行った RTCBuilder・RTCSystemEditor として新たにリリースされました。 本展示では、新しいツールの新機能・改良点などをご紹介します。
近年のインターネット環境の普及とHTML5やクラウドサービスの普及に伴い、Webブ ラウザのみで様々なソフトウェア開発もクラウドシステムとWebブラウザのみで実行 することが可能になってきています。 このようなWebブラウザを用いたシステム開発では、開発する計算機環境に依存する ことなく、継続的な開発が実施できるという利点があります。 そこで、RTコンポーネントおよびそれらを用いたロボットシステム開発のプロトタ イピングを容易にするために、既存の開発環境をWebブラウザ上に実装し、RTミドル ウェアの開発環境のクラウド化の取り組みを実施しています。
本展示では、Webブラウザのみで動作するRTコンポーネントビルダ（RTCBoW)とRTシ ステムエディタ(RTSEoW)を展示いたします。
OpenRTM-aist用のシステム構築ツールセットです。コマンドラインで個々のRTコンポーネントやRTシステムが制御でき、使い方によっては以下のような事も可能です。
ROBOSSAは、知能ロボットのソフトウェア開発を効率よく実施するための開発プラットフォームです。 知能ロボットに必要な様々な機能をRTコンポーネントと呼ばれるソフトウェアモジュール化するためのミドルウエア、開発ツール群および、次世代ロボットの基本的な機能の知能モジュール群とそのシステム例をオープンソースにて提供することで、次世代知能ロボットの研究開発基盤を簡便かつ低コストでの実現と、新技術への早期取り組みが可能な開発プラットフォームを目指しています。
ROBOSSAは、RTミドルウェア(OpenRTM-aist)とその開発ツール(OpenRTP-aist)、オープンソースライセンスによる「作業知能」、「移動知能」、「コミュニケーション知能」の各知能モジュール群(OpenRTC-aist)の総称です。
OpenHRIは、音声認識、音声合成、対話制御などのロボットのコミュニケーション 機能を実現するためのコンポーネント群です。
音声認識、音声合成のエンジンには、オープンソースソフトウェアで開発されてい るソフトウェアを用い、使いやすいコンポーネントとしてまとめています。
各コンポーネントのデータ型やモジュールの粒度などは、平成23年度までに実施さ れたロボット知能ソフトウェア技術開発プロジェクト（知能化PJ）でまとめられた 共通インターフェースに準拠して実装されています。
また、音声入力装置としてマイクロソフト社製のKINECTセンサを用いた、マイクロ ホンアレイの利用やジェスチャ認識機能のコンポーネントを加え、マルチモーダル 対話機能のコンポーネント群としてオープンソースライセンスによる開発、公開を 行っています。
本展示では、OpenHRIの機能概要とそれを使ったシステム例を展示いたします。
最近スマートフォンの爆発的普及に伴って、高性能なARMアーキテクチャCPUが開発されている。 これに伴って、このような高性能なARMCPUを小型ボードにし、汎用IOピンを引き出し運用する流れがある。
これまで小型Linuxボードは省リソースで使いづらかったが、このような背景でリッチなスペックを有し、通常のLinuxOSが使える環境が整いつつある。
そこで、今回は最近発売された高性能なLinuxボードBeagleBone Blackにおいて、RTミドルウェアのインストール時間を劇的に短縮する仕組みを作ったので発表する。
http://www.openrtm.org/openrtm/ja/node/5420/
「3層構造型アーキテクチャ」に基づいた遠隔移動ロボットのソフトウェアシステムを、RTミドルウェアを用いて実現します。本アーキテクチャは大規模複雑化するロボットシステムを柔軟に開発・運用するためのものであり、データベースを用いてモジュール同士を仮想的に接続する特徴を持っています。本研究ではロボットの各機能をRTミドルウェアのコンポーネントとしてモジュール化し、それらをDNM(Database Node Module)と呼ばれるデータベースに接続し管理することでアーキテクチャの実現を図ります。また、通信専用モジュールを用いてシステム間を接続することで3G回線等を用いた遠隔制御機能を実現します。
DAQ-Middlewareは高エネルギー加速器研究機構(KEK)や大強度陽子加 速器施設(J-PARC)等の実験で使われているデータ収集システム(DAQ システム)でOpenRTM-aistを基盤としています。RTコンポーネントを 拡張したDAQコンポーネントによる汎用で柔軟なDAQシステム構築が 可能です。 現在J-PARC物質・生命科学実験施設(茨城県東海村)、CANDLES(岐阜 県飛騨市神岡地下実験室)などの実験装置で稼働中の他、各種検出器、 センサーテストベンチとして使われています。
RTC-CANopenとは、安全バスシステムとして広く使用されているCANopenの特徴を取り入れた組込み向けのRT-Middlewareです。 RTC-CANopenは、ネイティブバスであるCANを介して接続される各種デバイスと汎用PC上のEthernetで接続されるデバイスやアルゴリズムと相互に接続することが可能となっているうえに、PnP機能をサポートしており柔軟なロボットシステムの構築が可能です。 RTC-CANopenはRenesas社製のSHシリーズ、H8SXといったマイコンやMaxon社製EPOSなどのCANopen準拠製品に適用することが可能です。
手軽に高性能な放射線計測の実現を目的として，小型・軽量で，核種(Cs137,Cs134)毎の放射線量と 濃度を測定可能な測定器(H-SRBC:スマートベクレルカウンター)をRTミドルウェア技術を利用して 開発しました．この測定器により，給食センターや各市町村の住民が手軽に使用し，広範囲な 安全安心の確保に寄与できることを目指しております．
高品質なロボットを開発するための設計手法とツールを紹介します。
RTMSafety（RTMセーフティ）は、ロボットの安全関連系への実装を想定し、機能安全の国 際規格であるIEC 61508の認証を取得した世界初のロボット用ミドルウェアです。高い信 頼性や安全性が要求されるロボットにおいて、開発コストの低減や、開発期間の短縮に貢 献します。
RTM on Androidは、Android OSに対応したRTミドルウェアです。 RTM on Android を用いることで、ロボットやセンサがAndroid端末と連携するシステムを 迅速かつ安価に作成することが可能になります。
ユーザが任意のディジタル回路をプログラム可能な、FPGA(Field Programmable Gate Array)の大容量化・低価格化が進みつつあります。 機能が書き換え可能なLSIチップであるFPGAを導入する事で、リアルタイムの画像認識処理と制御処理の統合など、今後のロボットの開発における自由度が大幅に上がることが期待できます。
本展示においては、FPGA上で動作するCORBA実装（ORBエンジン）について紹介します。 FPGA上のソフトコア（MicroBlaze）で動作するソフトウェア版（C言語）のORBエンジンは、産総研で開発され既にオープンソースとして公開されています。 今回は、新たにJavaRockというハードウェア合成ツールを用いてORBエンジンを実装し、CORBAの通信プロトコル処理をより高速化（1.5ms→0.2ms）したハードウェアORBエンジンを用いたデモを展示します。
今後、RTミドルウェア環境にORBエンジンを用いたFPGAを参加させることで、ロボット開発力向上が期待されます。
HIROにKinect及びハンドを装着し、ペットボトル検出と把持を おこなうRTコンポーネントを構築した。 RoboCup@Homeのような日常生活におけるロボットの活用を目標としている。
移動ロボットによる人間追従は、案内や搬送のような直接的なサービスの提供にかぎらず、子どもが身近な人の動作を模倣しながら周囲の環境を学習するように、知能の獲得において本質的な動作である。例えば、未知の環境や動的な環境において、追従対象人物の歩行する様子を観測しながら、走行可能領域や環境の形状、地図などを効果的に学習することなどが考えられる。
TECS とは、TOPPERS (http://www.toppers.jp/)プ ロジェクトに よって開発された、組込みシステム向けコ ンポーネントフレームワークです。大規模組込みソフ トウェアの部品化、流通性・再利用性 の向上を目指して開発されていますが、RTCと比較して非常に軽量なため省リソースのマイコン等でも利用できる利点があります。TECSをRTミ ドルウエアを連携させることにより、多数の小型センサを利用する知能化空間等を開発する際に効果を発揮します。 本研究では、RTMとTECSの連携方法としてイーサネット経由とZigbee経由の2種類の方法を提案します。
モーションエディタ/シミュレータ
動力学シミュレータ
統合開発プラットフォーム
産総研が提供するRTC集
東京オープンソースロボティクス協会
ネットワーク分散環境でデータ収集用ソフトウェアを容易に構築するためのソフトウェア・フレームワーク
開催報告
産総研オープンラボが10月31日(木)～11月1日(金)の日程で、産総研つくばセンターにて行われました。 RTミドルウエアについては「D2-04 ロボットソフトウエア基盤：RTミドルウエア（ROBOSSA）」としてパネル展示およびラボ見学を行い多くのご来場者の皆様にご覧いただきました。なお、ラボ見学ではRTミドルウエアを利用していただいている大学、企業様による展示も行われ活発な意見交換も行われました。様子についてはページ下部の写真をご覧ください。
会期・場所
主な当部門(知能システム研究部門)の展示：
RTミドルウエア関連の展示は太字にて示してあります。 (ラボ見学有)と記載のある展示は、個別の展示があります(予約制)。それ以外は、メイン会場でのパネル展示のみとなります。 当日でもラボ見学予約は可能ですが、定員がありますので事前のご予約をおすすめします。
一般展示
RTミドルウエア：OpenRTM-aist
展示概要
RTミドルウエア（OpenRTM-aist）はロボットシステムを容易に構築するためのソフトウエアプラットフォームです。ロボットの機能要素（センサ、アクチュエータ、アルゴリズム等）を、RTコンポーネントと呼ばれる単位でモジュール化し、その組み合わせでシステムを構成します。ミドルウエアには、モジュール化とその再利用を容易にするための機能が備わっており、ロボットシステムの開発期間の短縮、コストの削減に貢献します。 RTコンポーネントは、言語（C++、Java、Python）、OS（UNIX、Windows、MacOS X等）を問わず作成・動作が可能で、異言語・OS上のRTコンポーネント同士をネットワーク経由で容易に連携させることができます。RTミドルウエア（OpenRTM-aist）のインターフェース仕様は、産総研が中心となって策定されたOMG（Object Management Group）の国際標準：RTC (Robotic Technology Component)仕様に準拠しています。OpenRTM-aistは今年のロボット大賞2007 ソフトウエア・部品部門優秀賞受賞ソフトウエアです。
OpenRTM-aistツール(RTCBuilder・RTSystemEditor)
展示概要
現在、NEDO「次世代ロボット知能化技術開発プロジェクト(通称：知能化プロジェクト)」(2007-2011)において、ロボットシステム開発のための統合開発プラットフォーム OpenRT Platform が開発されています。このソフトウエアプラットフォームは、OpenRTMをベースとし、多くのツール群(ツールチェーン)によりロボットの開発効率の向上を目指しています。 旧OpenRTMツール(RtcTemplate・RtcLink)も、OpenRT Platform ツールチェーンに取り込まれ、様々な機能追加・改良を行った RTCBuilder・RTCSystemEditor として新たにリリースされました。 本展示では、新しいツールの新機能・改良点などをご紹介します。
特徴
OpenRTM-aistの開発環境のクラウド化
展示概要
近年のインターネット環境の普及とHTML5やクラウドサービスの普及に伴い、Webブ ラウザのみで様々なソフトウェア開発もクラウドシステムとWebブラウザのみで実行 することが可能になってきています。 このようなWebブラウザを用いたシステム開発では、開発する計算機環境に依存する ことなく、継続的な開発が実施できるという利点があります。 そこで、RTコンポーネントおよびそれらを用いたロボットシステム開発のプロトタ イピングを容易にするために、既存の開発環境をWebブラウザ上に実装し、RTミドル ウェアの開発環境のクラウド化の取り組みを実施しています。
本展示では、Webブラウザのみで動作するRTコンポーネントビルダ（RTCBoW)とRTシ ステムエディタ(RTSEoW)を展示いたします。
特徴
OpenRTM-aistシェルツール(rtshell)
展示概要
OpenRTM-aist用のシステム構築ツールセットです。コマンドラインで個々のRTコンポーネントやRTシステムが制御でき、使い方によっては以下のような事も可能です。
- 通信中のDataPortに対してデータを読み書きし、オンラインデバッグを行う
- シェルスクリプトでのコンポーネントの管理を行う
- コンポーネントAの起動が終わったことを確認してからコンポーネントBを起動する
- 送信データのログを記録して再生する
以下のような理由で今までRTSystemEditorを使用する事ができなかった方にお勧めします。知能ロボットソフトウエア開発プラットフォーム：Robossa
展示概要
ROBOSSAは、知能ロボットのソフトウェア開発を効率よく実施するための開発プラットフォームです。 知能ロボットに必要な様々な機能をRTコンポーネントと呼ばれるソフトウェアモジュール化するためのミドルウエア、開発ツール群および、次世代ロボットの基本的な機能の知能モジュール群とそのシステム例をオープンソースにて提供することで、次世代知能ロボットの研究開発基盤を簡便かつ低コストでの実現と、新技術への早期取り組みが可能な開発プラットフォームを目指しています。
ROBOSSAは、RTミドルウェア(OpenRTM-aist)とその開発ツール(OpenRTP-aist)、オープンソースライセンスによる「作業知能」、「移動知能」、「コミュニケーション知能」の各知能モジュール群(OpenRTC-aist)の総称です。
特徴
OpenHRI
展示概要
OpenHRIは、音声認識、音声合成、対話制御などのロボットのコミュニケーション 機能を実現するためのコンポーネント群です。
音声認識、音声合成のエンジンには、オープンソースソフトウェアで開発されてい るソフトウェアを用い、使いやすいコンポーネントとしてまとめています。
各コンポーネントのデータ型やモジュールの粒度などは、平成23年度までに実施さ れたロボット知能ソフトウェア技術開発プロジェクト（知能化PJ）でまとめられた 共通インターフェースに準拠して実装されています。
また、音声入力装置としてマイクロソフト社製のKINECTセンサを用いた、マイクロ ホンアレイの利用やジェスチャ認識機能のコンポーネントを加え、マルチモーダル 対話機能のコンポーネント群としてオープンソースライセンスによる開発、公開を 行っています。
本展示では、OpenHRIの機能概要とそれを使ったシステム例を展示いたします。
特徴
小型LinuxボードBeagleBone BlackにRTミドルウェアを簡単に導入できる仕組み
展示概要
最近スマートフォンの爆発的普及に伴って、高性能なARMアーキテクチャCPUが開発されている。 これに伴って、このような高性能なARMCPUを小型ボードにし、汎用IOピンを引き出し運用する流れがある。
これまで小型Linuxボードは省リソースで使いづらかったが、このような背景でリッチなスペックを有し、通常のLinuxOSが使える環境が整いつつある。
そこで、今回は最近発売された高性能なLinuxボードBeagleBone Blackにおいて、RTミドルウェアのインストール時間を劇的に短縮する仕組みを作ったので発表する。
http://www.openrtm.org/openrtm/ja/node/5420/
特徴
協力展示
RTミドルウェアを用いた遠隔移動ロボットシステムの開発
展示概要
「3層構造型アーキテクチャ」に基づいた遠隔移動ロボットのソフトウェアシステムを、RTミドルウェアを用いて実現します。本アーキテクチャは大規模複雑化するロボットシステムを柔軟に開発・運用するためのものであり、データベースを用いてモジュール同士を仮想的に接続する特徴を持っています。本研究ではロボットの各機能をRTミドルウェアのコンポーネントとしてモジュール化し、それらをDNM(Database Node Module)と呼ばれるデータベースに接続し管理することでアーキテクチャの実現を図ります。また、通信専用モジュールを用いてシステム間を接続することで3G回線等を用いた遠隔制御機能を実現します。
特徴
RaspberryPiの拡張ボードの紹介
展示概要
RaspberryPiを拡張するボード(PiRT-UintとSPI-CAN変換ボード)を紹介します。特徴
DAQ-Middleware
展示概要
DAQ-Middlewareは高エネルギー加速器研究機構(KEK)や大強度陽子加 速器施設(J-PARC)等の実験で使われているデータ収集システム(DAQ システム)でOpenRTM-aistを基盤としています。RTコンポーネントを 拡張したDAQコンポーネントによる汎用で柔軟なDAQシステム構築が 可能です。 現在J-PARC物質・生命科学実験施設(茨城県東海村)、CANDLES(岐阜 県飛騨市神岡地下実験室)などの実験装置で稼働中の他、各種検出器、 センサーテストベンチとして使われています。
特徴
RTC-CANopen
RTC-CANopenとは、安全バスシステムとして広く使用されているCANopenの特徴を取り入れた組込み向けのRT-Middlewareです。 RTC-CANopenは、ネイティブバスであるCANを介して接続される各種デバイスと汎用PC上のEthernetで接続されるデバイスやアルゴリズムと相互に接続することが可能となっているうえに、PnP機能をサポートしており柔軟なロボットシステムの構築が可能です。 RTC-CANopenはRenesas社製のSHシリーズ、H8SXといったマイコンやMaxon社製EPOSなどのCANopen準拠製品に適用することが可能です。
特徴
小型・軽量・低コストで放射線量，放射能濃度を測定可能なベクレルカウンター
展示概要
手軽に高性能な放射線計測の実現を目的として，小型・軽量で，核種(Cs137,Cs134)毎の放射線量と 濃度を測定可能な測定器(H-SRBC:スマートベクレルカウンター)をRTミドルウェア技術を利用して 開発しました．この測定器により，給食センターや各市町村の住民が手軽に使用し，広範囲な 安全安心の確保に寄与できることを目指しております．
特徴
モデルベース・ロボット開発環境「ZIPC-RT」
展示概要
高品質なロボットを開発するための設計手法とツールを紹介します。
特徴
RTMSafety - 機能安全対応RTミドルウェア
展示概要
RTMSafety（RTMセーフティ）は、ロボットの安全関連系への実装を想定し、機能安全の国 際規格であるIEC 61508の認証を取得した世界初のロボット用ミドルウェアです。高い信 頼性や安全性が要求されるロボットにおいて、開発コストの低減や、開発期間の短縮に貢 献します。
特徴
RTM on Android - Android対応RTミドルウェア
展示概要
RTM on Androidは、Android OSに対応したRTミドルウェアです。 RTM on Android を用いることで、ロボットやセンサがAndroid端末と連携するシステムを 迅速かつ安価に作成することが可能になります。
特徴
FPGAをCORBAオブジェクトにする ～ JavaRockによるハードウェアORBエンジン
展示概要
ユーザが任意のディジタル回路をプログラム可能な、FPGA(Field Programmable Gate Array)の大容量化・低価格化が進みつつあります。 機能が書き換え可能なLSIチップであるFPGAを導入する事で、リアルタイムの画像認識処理と制御処理の統合など、今後のロボットの開発における自由度が大幅に上がることが期待できます。
本展示においては、FPGA上で動作するCORBA実装（ORBエンジン）について紹介します。 FPGA上のソフトコア（MicroBlaze）で動作するソフトウェア版（C言語）のORBエンジンは、産総研で開発され既にオープンソースとして公開されています。 今回は、新たにJavaRockというハードウェア合成ツールを用いてORBエンジンを実装し、CORBAの通信プロトコル処理をより高速化（1.5ms→0.2ms）したハードウェアORBエンジンを用いたデモを展示します。
今後、RTミドルウェア環境にORBエンジンを用いたFPGAを参加させることで、ロボット開発力向上が期待されます。
特徴
HIROを用いたペットボトル把持
展示概要
HIROにKinect及びハンドを装着し、ペットボトル検出と把持を おこなうRTコンポーネントを構築した。 RoboCup@Homeのような日常生活におけるロボットの活用を目標としている。
特徴
移動ロボットの人間追従動作と環境地図構築システム
展示概要
移動ロボットによる人間追従は、案内や搬送のような直接的なサービスの提供にかぎらず、子どもが身近な人の動作を模倣しながら周囲の環境を学習するように、知能の獲得において本質的な動作である。例えば、未知の環境や動的な環境において、追従対象人物の歩行する様子を観測しながら、走行可能領域や環境の形状、地図などを効果的に学習することなどが考えられる。
特徴
RTMとTECSの相互連携
展示概要
TECS とは、TOPPERS (http://www.toppers.jp/)プ ロジェクトに よって開発された、組込みシステム向けコ ンポーネントフレームワークです。大規模組込みソフ トウェアの部品化、流通性・再利用性 の向上を目指して開発されていますが、RTCと比較して非常に軽量なため省リソースのマイコン等でも利用できる利点があります。TECSをRTミ ドルウエアを連携させることにより、多数の小型センサを利用する知能化空間等を開発する際に効果を発揮します。 本研究では、RTMとTECSの連携方法としてイーサネット経由とZigbee経由の2種類の方法を提案します。
特徴
展示パネル
オープンラボの様子