Robotik och realtidssystem. Roger Henriksson

Transkript

1 Robotik och realtidssystem Roger Henriksson

2 Översikt Vad är en robot? Industrirobotar Industrirobotforskning på LTH Vad är ett realtidssystem? Realtidsjava Garbage collection i realtidssystem SUN JRTS och Javarobotar

3 Olika typer av robotar

4 Vad är en robot? Tjeckiskans robota tungt, monotont, påtvingat arbete. Teaterpjäsen R.U.R. (1921) av Karel Čapek. En maskin som kan programmeras att utföra olika typer av uppgifter på ett flexibelt eller intelligent sätt.

5 Industrirobotar En robot som används i tillverkningsindustrin. Effektiva för stora tillverkningsserier Svårprogrammerade Stränga säkerhetskrav Dyra

6 Robotikforskning i Lund Datavetenskap Reglerteknik Matematik Industriell elektronik och automation Mekanisk teknologi Sameuropeiska forskningsprojekt universitet industri

7 SMErobot Robotar för små och medelstora företag Flexibilitet snabba att konfigurera för nya uppgifter Enkelhet olika typer av människonära gränssnitt Säkerhet inga avlysta säkerhetszoner SMErobot - The European Robot Initiative for Strengthening the Competitiveness of SMEs in Manufacturing

8 SMErobot vision Coffee break: Tom and Michael, two stressed workers of an SME, dream of a robot helping them in their daily routine. One idea inspires the next... until they come up to novel work environments and new and different types of robots, which will be explored in the project.

9 SMErobot delproblem Hur kan man kommunicera med roboten med naturligt språk? Hur utformar man mekatroniken och sensorer (kraftgivare, kameror etc)? Hur kombinerar man mjukvaran med hårdvaran för att åstadkomma säkerhet? Hur konfigurerar man snabbt en arbetscell utan specialistkunskap? Hur får man ner priset på utrustningen?

10 SMErobot resultat SMErobot resultatvideo

11 Vad är ett realtidssystem System som kontinuerligt interagerar med omvärlden. System där korrektheten hos programmet bestäms av dess förmåga att uppfylla (strikta) tidskrav. Parallella aktiviteter trådar Predikterbarhet Schemaläggningsanalys

12 Realtidsjava varför och hur? Säkert och portabelt. Entydig semantik ett program betyder samma sak på två olika maskiner. Små inbyggda system: Java-till-C-översättare SUN Java Real-Time System stora styrsystem

13 Ett realtidssystem implementerat i Java Kompressor ansluten till anblåspipan via datorstyrd ventil Trycksensor i säcken. Datorstyrda ventiler på melodipipan. Vilka är de parallella aktiviteterna? Vad har de för realtidsegenskaper?

14 Huvudprogrammet import Bagpipe; class BagpipePlayer { public static void main(string[] args) { Thread pressurecontrol = new PressureThread(); pressurecontrol.start(); Bagpipe.awaitFullPressure(); Thread player = new PlayerThread(); player.start(); } }

15 PressureThread class PressureThread extends Thread{ } public void run() { while(true) { double p = Bagpipe.getPressure(); if (p>0.9*bagpipe.max_pressure) { Bagpipe.closeValve(); } } if (p<0.8*bagpipe.max_pressure) { Bagpipe.openValve(); } sleep(100); }

16 PlayerThread import Scotland; class PressureThread extends Thread{ public void run() { for(int i=0;i<scotland.no_of_notes;i++) { Bagpipe.toggle(Scotland,getHole(i)); } } sleep(scotland.getdelay(i)); }

17 Garbage collection Vad gör ni när bokhyllan blir full? Man får sortera bort gamla böcker man inte har nytta av längre. Vilka böcker kan man kasta?

18 Garbage collection rotpekare

19 Realtidssystem + garbage collection? Inkrementella algoritmer Schemaläggningsanalys RTS + GC!

20 Realtids-GC fromspace tospace F min evacuated objects allocated objects HP HP LP/GC GC LP/GC GC LP/GC time

21 Att doktorera Ungefär 5-6 av er kommer att gå vidare till forskarstudier. Anställning vid universitet i 5 år. Arbetar inom forskningsprojekt. Forskar, skriver artiklar till konferenser och tidskrifter, presenterar resultat. Deltar i undervisning. Doktorsavhandling disputation. Doktorsexamen: Teknologie doktor.

22 SUN JRTS RTSJ - Real-Time Specification for Java Nya bibliotek Ny tråd- och minnesmodell Predikterbar JVM Sun Java Real-Time System 2.0 (Sun JRTS 2.0) Släppt maj Realtids-GC från Lunds universitet. Industrirobotstyrnings projekt Sun/LU.

23 Realtidsjava för robotstyrning Industrirobot styrd helt och hållet av Java. Projekt ihop med Sun Microsystems/ABB. Standardkomponenter: ABB IRB 340 industrirobot Beckhoff EtherCAT servoenheter Sun Ultra 40 som kör Solaris 10 Sun Java RTS 2.0

24 JavaOne

25 Sudoku