FogROSはロボットオペレーティングシステムにロボットクラウドコンピューティングを導入します

FogROSはロボットオペレーティングシステムにロボットクラウドコンピューティングを導入します

先日ベイエリアを訪れた際、数時間かけてバークレー人工知能研究所(BAIR)を訪問しました。ケン・ゴールドバーグ教授が研究所内を案内し、学生たちが取り組んでいるプロジェクトをいくつか紹介してくれました。FogROSはすぐに私の興味を惹きつけました。それは、問題のあるフランス料理に似た名前を持っているからだけではありません。

画像クレジット: Open Robotics

このサービスは、オープンソースのロボティックオペレーティングシステム(ROS 2)の最新バージョンであるROS 2 Humble Hawksbill(ROS 2の8番目のリリース)の一部として提供されます。簡単に言うと、Amazon Web Servicesなどのクラウドコンピューティングプラットフォームを使用して、ロボットのタスクをリモートサーバーにオフロードする方法を提供します。最小限の遅延でクラウドゲームなどを可能にしたサーバーサイドコンピューティングの進歩は、ロボットの運用にも応用できます。

「ロボットは、重量と電力要件のために、搭載されているコンピューティング能力が制限されることが多い」と、このプロジェクトを率いたバークレー大学のポスドク学生、ジェフ・イクノウスキー氏はTechCrunchに語った。「GPU、TPUS、FPGAといったハードウェアアクセラレータを搭載していることも稀だ。しかし、多くのロボットアルゴリズムや近年の技術革新(例えばディープラーニング)は、ハイエンドコンピュータとハードウェアアクセラレータの恩恵を受けている。クラウドコンピューティングを用いて低速な計算を高速化することで、ロボットは同じ時間でより多くのことを実行できるようになると我々は考えている。」

本日、ROSの新バージョンの一部として発表されたプラットフォームは、実はFogROS 2です。昨年夏にリリースされたバージョン1は、初期の概念実証でした。今年3月、チームはGitHubを通じてFogROS 2のプレビュー版をひっそりと公開していましたが、本日、クラウドベースのパフォーマンスを最適化するための数々の改良を加えて、一般公開されました。

画像クレジット: ROS

スマートフォンでXboxゲームをプレイするのと同じように、ここでの基本原理は、ロボット上で複雑なタスクを実行する手段を提供することです。ただし、ロボット上で複雑な処理を実行する必要はありません。リモートサーバー経由でタスクを実行できれば、サイズ、重量、そしておそらく最も重要なコストを削減できます。研究チームは最近発表した論文で次のように述べています。

クラウドコンピュータの利用によって得られるパフォーマンスがネットワーク遅延を克服し、ロボットのパフォーマンスを大幅に向上できることを、サンプルアプリケーションで実証しました。FogROS 2は、SLAMの遅延を50%削減し、把持計画時間を14秒から1.2秒に短縮し、動作計画を28倍高速化しました。他の代替手段と比較した場合、FogROS 2はネットワーク使用量を最大3.8倍削減します。

ゴールドバーグ氏は、このようなプラットフォームは、上記に挙げたもの以外にも、ロボット工学にさらに多くの可能性をもたらす可能性があると指摘しています。「確率的計画など、ロボットが行う他の計算集約型タスクにも役立つ可能性があり、複数のロボットによるタスクの教師あり・教師なし深層学習を促進することも可能になります。」

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プログラムの将来のバージョンでは、Google CloudやAzureなどの他のプラットフォームにも対応する可能性があります。チームは次のように述べています。

今後の取り組みでは、クラウドコンピューティングプロバイダーやサービスへのサポートを継続的に追加していきます。サーバーレス、スポットインスタンスなど、新たなコンピューティングモデルも検討していきます。また、ロボット間の通信、連携、データ共有をより容易にするために、FogROS 2のネットワーク機能を拡張することも検討します。

Humble Hawskbillには、クラウドコンピューティングプラットフォーム以外にも、数多くの追加機能が含まれています。ROSの保守を担当するOpen Roboticsによると、アップデートには以下が含まれます。

  • ROSBag の改良により、シミュレーションでの使用が容易になり、任意の時点でシステム全体のスナップショットを作成できるようになりました。
  • 貸し出しメッセージ、起動テスト、RVIZ2、高頻度サービスおよびアクションなどのパフォーマンスと安定性が向上しました。
  • ドキュメントの強化 – rosdoc2にPython APIのサポート、コアROSパッケージのC++ APIドキュメント、そしてROS 2アプリケーションのビルド/実行に関する拡張ドキュメントを追加しました。これらの機能と新しいTurtleBot4により、ROSの学習と使用がさらに容易になります。
  • 開発者エルゴノミクス – ROSメッセージをフィルタリングし、メッセージが時間の経過とともに変更されたかどうかを識別し、ROS内のコンテンツでメッセージをフィルタリングできるようになりました。また、ROS 2リポジトリとパッケージマネージャーの統合が強化され、オーバーレイが依存関係ツリー内の任意のパッケージを上書きできるようになりました。

「ロボットオペレーティングシステムが今月ICRAでデビューしてからちょうど13年が経ち、Open Roboticsは3月に創立10周年を迎えました」とOpen RoboticsのCEOはニュースに関連したリリースで述べた。「そのため、ROS 2 Humble Hawksbillのリリースは、プラットフォームに貢献し、改善してくれている世界中の何千人もの開発者と何百万ものユーザーに感謝する絶好の機会です。」

ブライアン・ヒーターは、2025年初頭までTechCrunchのハードウェア編集者を務めていました。Engadget、PCMag、Laptop、そして編集長を務めたTech Timesなど、数々の大手テクノロジー系メディアで活躍してきました。Spin、Wired、Playboy、Entertainment Weekly、The Onion、Boing Boing、Publishers Weekly、The Daily Beastなど、様々なメディアに寄稿しています。Boing Boingのインタビューポッドキャスト「RiYL」のホストを務め、NPRのレギュラー寄稿者でもあります。クイーンズのアパートでは、ジュニパーという名のウサギと暮らしています。

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