Computación frontera: influencia de latencias en la precisión de robots

Abstract

[Resumen] La computación en la frontera (edge computing) permite acceder a grandes recursos computacionales y a redes de computadores, facilitando que pequeños dispositivos con recursos limitados realicen cálculos complejos descargándolos en computadores potentes de la red, y permite que la latencia en la comunicación se pueda reducir en comparación con la computación en la nube (cloud computing). Los robots móviles autónomos podrían beneficiarse enormemente de computación en la frontera, ya que en general su energía y recursos computacionales son limitados, pero su uso les permitiría realizar tareas computacionalmente complejas y que requieran adaptaciones rápidas a un entorno cambiante. En este trabajo se realiza una comparación del impacto de las tecnologías de comunicación más destacadas usando como tarea de ensayo, en simulación con Gazebo y ROS2, la corrección de la orientación de un cubo al ser empujado por un robot manipulador UR5e equipado con una pinza de dedos paralelos Robotiq 2F-85. Los resultados muestran un mejor rendimiento de 5G Ultra Reliable Low-Latency Communication (URLLC) sobre las comunicaciones 5G y 4G privadas, reduciendo la media del error de orientación en un 36% y 55 %, respectivamente, tras haber realizado 50 acciones de corrección de la orientación con cada tecnología.

[Abstract] Edge computing allows access to large computational resources and computer networks, making it easier for small devices with limited resources to perform complex computations by downloading them to powerful computers on the edge, and allows latency in communications to be reduced compared to cloud computing. Autonomous mobile robots could greatly benefit from edge computing, as their energy and computational resources are generally limited but its use would allow them to perform computationally complex tasks that require rapid adaptations to a changing environment. In this work, a comparison of the impact of the most outstanding communication technologies is carried out using as a test task, in sumulation with Gazebo and ROS2, the correction of the orientation of a cube when being pushed by a robot manipulator UR5e equipped with a parallel-finger gripper Robotiq 2F-85. The results show a better performance of 5G Ultra Reliable Low-Latency Communication (URLLC) over private 5G and 4G communications, reducing the median orientation error by 36% and 55 %, respectively, after having carried out 50 runs of corrective actions of the orientation with each technology.