背景

ロボティクスの急速な進展に伴い、産業は個々のロボットから、複雑なタスクを実行できる高度なロボットシステムへと移行しています。ロボットがますます高度化し、複数のアームやセンサーを統合するにつれて、さまざまなコンポーネント間でのシームレスな統合と制御がますます重要になっています。しかし、従来の制御方法では、このような統合に必要な複雑さや拡張性に対応するのが困難です。これらの課題に対処するために、Mintrobotは高度なAIを活用して多様なロボットシステムを統合・管理する強力なソフトウェアエンジン「Karajan」を開発しました。

ロボットA.Iエージェント

とは?

ロボットA.Iエージェントは、さまざまなロボット制御システムを統一し、ロボットアプリケーションの開発と管理を簡素化するPCベースのソフトウェアエンジンです。この技術により、さまざまなロボットシステムが一つのプラットフォームに一貫して統合され、効率的な開発、シームレスな運用、持続可能な管理が可能になります。
GUIを備えた統合ソフトウェアフレームワーク
ロボットA.Iエージェントは、グラフィカルユーザーインターフェース(GUI)を備えた堅牢なソフトウェアフレームワークを含んでいます。この組み合わせにより、さまざまな開発プロセスを統合的に管理でき、複雑なロボットアプリケーションの構築と維持が容易になります。ソフトウェアフレームワークは再利用可能なコンポーネントを提供し、開発者が新しいアプリケーションをより効率的に作成できるようにします。
新しいロボットアプリケーションのための機能性
A.Iエージェントは、ロボットの動作のフロー制御やサブシステム間の通信管理など、新しいロボットアプリケーションを開発するための重要なツールを提供します。これらのツールを使用することで、開発者はロボットの動作をモデル化し、さまざまなサブシステムを制御し、異なるロボットコンポーネント間の相互作用をシームレスに管理することができます。
開発と運用のための包括的なツールキット
ロボットA.Iエージェントは包括的なツールキットとして、非専門家を含むユーザーに使いやすいインターフェースを提供します。ビジュアルツールを活用して問題を特定し、機能を拡張することで、実践的な開発タスクを簡素化します。さらに、一貫したシステム構成と管理により、人的リソースの制約があっても、ロボットソフトウェアの継続的な開発と維持を可能にします。

なぜロボットA.I
エージェントが

が必要なのか

作業環境が進化する中で、従来のPLCシステムでは、現代のロボット技術に求められる複雑さや拡張性に対応することができなくなっています。ON/OFF信号に限定されるPLCとは異なり、PCベースのロボットA.Iエージェントはさまざまなデータタイプを送受信し、複雑なプロセスをシームレスに統合し、システム全体を効率的に制御することができます。高い拡張性とメンテナンスの容易さを持つこれらのエンジンは、将来のロボットシステムにおいて重要な役割を果たします。
PLC-based robot system integrated control
PC-based robotics system integrated control

特徴

Karajanの構造

MintrobotのロボットA.Iエージェント技術は、認知ベースのアーキテクチャを使用して、変化する環境に効率的に適応するシステムを構築します。この統合制御エンジンは、個別のロボットアプリケーションプロジェクトを管理するための開発ツールキットおよび運用エンジンとして機能します。主な構造的特徴は以下の通りです。
インターフェース層
フロントエンド(GUI)Webサーバー:Karajanは、ユーザーフレンドリーなウェブベースのグラフィカルインターフェースを提供し、ユーザーがロボットアプリケーションプロジェクトを簡単に設定および管理できるようにします。このインターフェースは、カスタマイズされたロボットの動作を開発、デプロイ、デバッグするために不可欠です。
エンジンとプロジェクトストア
Karajanのエンジンとプロジェクトストアは、ロボットアプリケーションプロジェクトを管理および実行するコアコンポーネントです。これらの層は効率的なシステム運用に不可欠で、以下の主要な要素が含まれます。
制御サーバー
制御サーバーは、ロボットの動作と通信の調整を担当し、リアルタイムの応答性と正確なタスク実行を確保します。
ランタイムモジュール
このモジュールは、メモリ内でロボットの動作を処理および実行し、高性能な動作を提供します。
プロジェクトストア
には、ロボットアプリケーションプロジェクトを開発および実行するために必要な構成ファイル、動作モデル、カスタムスクリプトなどのリソースがすべて含まれています。
ロボットアプリケーションプロジェクト
Karajan内のロボットアプリケーションプロジェクトセクションでは、ユーザーが包括的なロボットの動作とアプリケーションを開発できます。主なタスクは以下の通りです。
構成
ロボットの動作とシステムパラメータの設定。
動作モデル
ロボットが環境内でどのように認識し、判断し、行動するかを定義します。
認識/アクションスクリプト
センサー入力に基づいて特定のアクションを指示するスクリプトを作成します。
機能スクリプト(カスタムドライバー)
特殊なロボット機能のためのカスタムスクリプトやドライバーを開発し、精密な制御と操作を可能にします。
認知アーキテクチャコア
Karajanの知能の中核にあるのが認知アーキテクチャコアであり、ロボットの適応的かつ知的な動作を推進します。このコアは、次のコンポーネントを通じてセンサーデータを処理し、メモリを管理し、ロボットの動作を調整します。
メモリマネージャー
ロボットのメモリを管理し、リアルタイムの意思決定に必要なデータへの迅速なアクセスと操作を可能にします。
認識、動作、アクションマネージャー
これらのマネージャーは、環境を認識し、アクションを決定し、それを実行することで、ロボットが知的に行動し、周囲の変化に適応できるようにします。
ミドルウェア通信インターフェース
ミドルウェア通信インターフェースは、Karajanとさまざまな外部デバイスやシステムとの間でシームレスな相互作用を確保します。このインターフェースにより、KarajanはTERMINALやROS2と通信し、実際のロボットおよびシミュレートされたロボットの統合制御を可能にします。
ネットワーク接続
実ロボット&シミュレーションロボット
Karajanは実ロボットとシミュレーションロボットの両方に接続し、さまざまなロボットシステム間で統一された制御を提供します。この機能により、シミュレーション環境でテストを行った後、実際のロボットにデプロイでき、堅牢で信頼性の高いパフォーマンスが保証されます。
TERMINAL(デフォルト)およびROS2(オプション)
Karajanは、デフォルトの通信プラットフォームとしてTERMINALと統合され、さらに高度で専門的なアプリケーション向けにROS2のオプションサポートを提供します。

Karajanのワークフロー

Karajanの運用ワークフローは、ロボットアプリケーションプロジェクトを設定、開発、管理するための必要な手順をユーザーに案内します。Karajanの合理化されたプロセスにより、直感的なインターフェースを使用して、複雑なロボットの動作を効率的に作成および実装することができます。
システム構成
Karajanを使用する最初のステップは、システムを構成することです。これには、ロボットシステムが適切に初期化され、ロボットの動作開発が可能であることを確認するために、必要なパラメーターを設定する作業が含まれます。
GUIを使用したロボットアプリケーションソフトウェアプロジェクトの開発
Karajanは、ユーザーがグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)を通じてロボットアプリケーションプロジェクトを開発および管理できるようにします。このステップには、ロボットの動作を設計および実装するための包括的なツールセットが含まれます。
ロボットの動作設計
様々なシナリオにおいてロボットがどのような動作を示すべきかを定義します。
認識/アクションスクリプトの定義
ロボットが環境をどのように認識し、適切なアクションを取るかを指示するスクリプトを作成します。
機能スクリプトの定義
ナビゲーションやセンサーデータの処理など、特定のロボット機能を管理するためのカスタムスクリプトを開発します。
メモリデータの定義
操作中にロボットのメモリがどのように活用および管理されるかを構成します。
デバッグ
ロボットが意図したとおりに動作することを確認するために、ブレークポイントを使用したステップバイステップの実行やメモリデータの操作などのデバッグ作業を実行します。

Karajanのメリット

Karajanは、高度なAI駆動の基盤を活用して、複雑なシナリオにおけるインテリジェントなロボットアプリケーションの効率的な開発および管理を可能にする、いくつかの重要な利点を提供します。以下は、Karajanが提供する主な利点です。
高度なAI駆動の意思決定
Karajanは、高度なAI駆動の基盤を活用して、複雑なシナリオにおけるインテリジェントなロボットアプリケーションの効率的な開発および管理を可能にする、いくつかの重要な利点を提供します。以下は、Karajanが提供する主な利点です。
迅速な意思決定のための認知アーキテクチャ
KarajanのAIは、人間の行動をモデルにした認知アーキテクチャを使用しており、複雑な環境で迅速かつ正確な意思決定を可能にします。これにより、システムのパフォーマンスが最適化され、変化する状況に素早く適応できます。
完全なトレース可能性を実現するクラシックAI
KarajanのRBHFSMエンジンは、クラシックAI技術を使用して、すべてのプロセスフローにおいて100%のトレース可能性を保証します。現代のAIシステムとは異なり、Karajanはエラー検出と管理に優れており、信頼性が重要な環境で特に効果的です。
効率性向上のための最適化されたロジック実装
迅速かつ正確なシステム統合
Karajanの革新的なAIフレームワークは、複雑なシステムロジックの迅速かつ正確な実装を可能にし、システム統合、拡張、および保守にかかる時間とコストを削減します。これにより、運用効率が大幅に向上します。
ロジック実装による経済的効率
Karajanのオントロジーベースのメモリ統合と合理化されたロジック実装プロセスにより、運用要件が進化してもシステムは経済的に効率的かつ高度に適応可能な状態を維持できます。
比類のない信頼性と持続性
RBFSMによる包括的なトレース可能性
KarajanのRBHFSM(ロボット行動階層FSM)エンジンは、包括的なトレース可能性とリアルタイムモニタリングを提供します。これは、製造業やその他の産業分野で、長期的な運用を維持するために不可欠であり、信頼性と精度が重要です。
堅牢なエラーマネジメント
システムの各意思決定ステップを追跡できる能力により、エラーマネジメントが強化され、Karajanは高い信頼性と持続性を必要とする業界において不可欠な存在となります。これにより、ダウンタイムを最小限に抑えながらスムーズな運用が保証されます。
ユーザー中心のデザインとローコードのアクセス性
向上したユーザー体験
Karajanの直感的なビジュアルインターフェースは、システム管理を簡素化するだけでなく、学習曲線を削減することでユーザー体験を向上させます。これにより、チームはロボットシステムの管理と最適化に迅速に習熟できるようになります。
ローコードの柔軟性による継続的な運用
Karajanのローコードアプローチにより、専門的なプログラミングの必要性が最小限に抑えられ、継続的な運用を維持するために重要な要素となります。専門人材の不在による影響を軽減し、プロジェクトが中断することなく進行し、システムの統合がシームレスかつ拡張可能に行われます。

比較

Karajan vs
ROS/ROS2の
主な違い

KarajanとFlexBEはどちらもコーディングなしで複雑なロボット動作を生成することを目指していますが、その主な目的は異なります。FlexBEはロボットプラットフォームの制御システムの開発に重点を置いていますが、Karajanは独立したロボットインターフェースを介してインテリジェントなロボットアプリケーションのための統合パッケージに近いものです。したがって、Karajanの動作は、FlexBEよりも元々のFSM(有限状態機械)理論により近いものです。以下の表は、それらの主な違いを強調しています。

結論

Karajanは、実績のある製品をシームレスに統合することで、商用ロボットを効率的に開発するための重要なツールであり、ロボットの未来にとって不可欠です。高度なAIソフトウェア技術によって動作し、ロボットシステムの持続的な成長を確保し、多様なロボット要素を統合および管理する中心的な指揮者の役割を果たします。強力なソフトウェアフレームワークとユーザーフレンドリーなGUIを備えたKarajanは、複雑なシステムの作成と運用を簡素化し、ますます高度で統合されたロボットソリューションへと進化していく産業にとって、将来的に欠かせない存在です。
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