Microsoft Robotics Developer Studio

Microsoft Robotics Developer Studio

Тип	Инструмент для робототехники
Разработчик	Microsoft совместное с сообществом разработчиков
Операционная система	Windows XP SP2, Windows Server 2003, Windows XP Embedded, Windows CE 5.0, Windows CE 6.0, Windows Vista (32- и 64-битная), Windows 7
Последняя версия	Microsoft Robotics Developer Studio 4 (8 марта 2012)
Лицензия	Различная (В последних версиях - бесплатная)
Сайт	Официальная веб-страница

Microsoft Robotics Developer Studio (Microsoft RDS, MRDS) — Windows-ориентированная среда для управления роботами и их симуляции. Данный продукт предназначен для академической, любительской или коммерческой разработки и поддерживает большое количество разнообразного аппаратного обеспечения роботов.

RDS основана на библиотеке CCR (Concurrency and Coordination Runtime), .NET-реализации библиотеки для работы с параллельными и асинхронными потоками данных, используя обмен сообщениями, и DSS (Decentralized Software Services) — облегченное средство создания распределенных приложений на основе сервисов, которое предусматривает управление множеством сервисов для корректировки поведения в целом.

Среди особенностей:

• язык визуального программирования Microsoft Visual Programming Language для создания и отладки программных приложений для роботов
• веб-ориентированные и windows-ориентированные интерфейсы
• симуляция 3D (включая аппаратное ускорение)
• упрощенный доступ к датчикам и исполнительным механизмам робота
• поддержку нескольких языков, включая C#, Visual Basic .NET, JScript и IronPython

Microsoft Robotics Developer Studio поддерживает модульность для добавления новых сервисов в комплект. В настоящее время доступны:

• Soccer Simulation (Симуляция футбола)
• Sumo Competition (Соревнование по сумо) от Microsoft
• разработанный сообществом Maze Simulator (Симулятор лабиринта) — программа для создания миров и стен, которые могут исследовать при помощи виртуального робота.

Компоненты

RDS состоит из 4-х основных компонентов:

• CCR (Concurrency and Coordination Runtime)
• DSS (Decentralized Software Services)
• VPL (Visual Programming Language)
• VSE (Visual Simulation Environment)

CCR и DSS также доступны в отдельном виде для применения в коммерческих приложениях, требующих высокого уровня параллелизма и/или возможности взаимодействия между множеством узлов в сети. Данный пакет называется CCR and DSS Toolkit (CCR и DSS инструментарий).

Инструменты

Симуляция робота и окружения в MRDS

Инструменты, позволяющие разрабатывать MRDS-приложения, включают в себя графическую среду (Microsoft Visual Programming Language : VPL); утилиты командной строки, позволяющие взаимодействовать с проектами Visual Studio (версии VS Express вполне достаточно) на языках C#, C++ или VB.NET; поддержку скриптовых языков, как например, IronPython; и инструменты симуляции 3D.

• Visual Programming Language — графическая среда разработки, использующая каталог сервисов и действий.
  • Они могут быть связаны графическим способом: сервис или действие представляются в виде блока, у которого есть ввод и вывод, и его нужно лишь перетащить из каталога на диаграмму.
  • Связывание можно сделать при помощи мыши, это позволяет вам определить, являются ли сигналы синхронными или нет, позволяет вам выполнять операции, связанные с передачей значений и пр.
  • VPL также позволяет вам генерировать код новых «макро»-сервисов на основе диаграмм, созданных пользователями.
  • В VPL возможна простая настройка сервисов для различных аппаратных элементов.

• Среда симуляции 3D в MRDS позволяет вам симулировать поведение роботов в виртуальном мире, используя технологию NVIDIA PhysX (3D-движок который первоначально был написан компанией Ageia), что позволяет использовать продвинутую физическую модель.

• Множество примеров и руководств, доступных для различных инструментов, ускоряющих понимание и усваивание MRDS. В комплект добавлено несколько приложений, среди них, например, упоминавшиеся выше Maze Simulator или Soccer Simulation, разработанные корпорацией Microsoft.

• Также в стандартном и академическом изданиях MRDS присутствуют 3 небольшие симуляционные среды, которые являются ограниченными версиями более крупных обобщенных симуляционных сред, разработанных компанией SimplySim
  • Комната (также доступна в экспресс-издании)
  • Открытая местность
  • Город

Недостатки

• Нет учета и поддержки реальной среды эксплуатации робота (тип поверхности его перемещения, погодные условия и пр.)
• При управлении реальным роботом используется его симуляция, которая может не полностью совпадать с реальным прототипом.
• Чем точнее модель, тем больше настроек она требует.
• Несмотря на использование PhysX, физика в MRDS является сильно упрощенной.

Наиболее значимые приложения

• Автономная машина Принстонского университета, созданная в рамках программы DARPA Urban Grand Challenge, была полностью запрограммирована в MRDS.^[1]
• MySpace использует MRDS для разработки приложений (не предназначенных для роботов), используемых в серверной (back end) части их сайта.^[2]
• Университет Индианы использует MRDS для разработки приложений (не предназначенных для роботов), применяемых для координации сети высокозатратных вычислений.^[2]
• В 2008 году Microsoft запустила соревнование по симуляции робототехники под названием RoboChamps, используеющее MRDS, по четырем категориям: универсальная, сумо, город, марсоход. Симулированная среда и роботы, задействованные в соревновании, были созданы компанией SimplySim, а само соревнование было спонсировано Kia Motors

• В категории робототехники и алгоритмизации соревнования по программному обеспечению Imagine Cup в 2009 году использовалась среда визуальной симуляции MRDS. Задачи данного соревнования были также разработаны компанией SimplySim и по сути являлись улучшенными версиями задач RoboChamps.

Версии и лицензирование

• Robotics Studio 1.0 (Лицензии на коммерческое и некоммерческое использование)
• Robotics Studio 1.5 (Лицензии на коммерческое и некоммерческое использование)
• Robotics Studio 1.5 'Обновленная' (Лицензии на коммерческое и некоммерческое использование)
• Robotics Developer Studio 2008 Standard Edition (Коммерческое использование), Academic Edition (Академическое использование) и Express Edition (Лицензии на коммерческое и некоммерческое использование) (Примечание: Express Edition не имеет режима правки в симуляции, редактор шаблонов поверхностей также имеет ограничения, присутствует ограничение до 64 сущностей, нет поддержки моделей COLLADA).
• Обновление до 2008 R2
• Обновление до 2008 R3 — Дата релиза: 20 мая 2010. Вместе с выходом этой версии Robotics Developer Studio стала бесплатной, функциональность всех версий различных лицензий собрана в одно целое. ^[3]
• Robotics Studio 4 Обновлена симуляционная платформа, исправлены баги, добавлена новая документация.

Поддерживаемые роботы

• Aldebaran Robotics Nao Официальный веб-сайт
• CoroWare CoroBot Официальный веб-сайт
• Lego Mindstorms NXT Официальный веб-сайт
• Lego Mindstorms RCX (Поддержка прекращена в последней версии)
• iRobot Create
• KUKA Robotics Образовательный портал
• Parallax Boe-Bot
• Robosoft’s robots Официальный веб-сайт
• Parallax Scribbler. Через IPRE.
• fischertechnik FT16, ROBO-TX
• Kondo KHR-1
• Segway RMP: Ben Axelrod
• RoboticsConnection Traxster. Ссылка
• RoombaDevTools от RoboDynamics
• WowWee RoboSapien через устройство USB-UIRT
• ZMP INC. e-nuvo WALK Официальный веб-сайт
• CNRobot Co. Ltd. — CRX10 Официальный веб-сайт.

См. также

• Player Project, используемый в разработке и высшем образовании (открытый и свободный)^[4]
• Webots
• Concurrency and Coordination Runtime
• URBI
• Ориентирование роботов на местности
• Программное обеспечение для роботов
• SCADA
• PLC
• Сервопривод
• Robot Operating System

Примечания

1. ↑ Princeton Autonomous Vehicle Engineering
2. ↑ ^{1 2} SDTimes On The Web, Microsoft’s shift to parallel computing, By David Worthington, August 1, 2008
3. ↑ Microsoft Announces Robotics Developer Studio 2008 R3: Microsoft Robotics Blog
4. ↑ en:Player Project

Ссылки

• Русскоязычное сообщество разработчиков
• Microsoft MSDN robotics pages
• Microsoft Robotics Studio: An Introduction
• Microsoft Robotics Studio Runtime — An Introduction
• Microsoft Robotics Studio Community — Turkey
• Microsoft robotics newsgroup from Google Groups
• Channel9 wiki page about Microsoft Robotics Studio
• www.Conscious-Robots.com pages for MSRS (Microsoft Robotics Studio)
• PhysX by Ageia Home
• Руководства и примеры симуляторов для MSRS от Robubox Официальный веб-сайт
• SimplySim : MRDS 3D simulation company
• Imagine Cup 2009 : Robotics & Algorithm
• Microsoft Robotics Studio — робототехника для всех — обзорная статья на сайте журнала BYTE.