Desarrollo de software para robots de servicioun enfoque dirigido por modelos y orientado a componentes

Abstract

Esta Tesis Doctoral continúa la línea de investigación en el desarrollo de sistemas robóticos teleoperados iniciada por el grupo de investigación DSIE de la Universidad Politécnica de Cartagena hace diez años, y parte de los resultados de otra Tesis anterior, en la que se desarrolló una arquitectura de referencia para el control de robots de servicio teleoperados denominada ACRoSeT. ACRoSeT propone una serie de componentes independientes de la plataforma de ejecución para diseñar la aplicación de control de un robot. Esta independencia permite reutilizar componentes en distintas aplicaciones y traducir un mismo diseño a distintos lenguajes de programación o utilizar diferentes frameworks robóticos. ACRoSeT, sin embargo, no proporciona ninguna guía para realizar la traducción de los componentes abstractos que forman la aplicación de control a código ejecutable. Esta Tesis Doctoral completa el enfoque propuesto por ACRoSeT utilizando el novedoso desarrollo dirigido por modelos (Model-Driven Engineering, MDE) para (1) proponer una solución a la ambigüedad semántica y de implementación de algunos de los conceptos propuestos por ACRoSeT; (2) proporcionar una serie de herramientas para aumentar el nivel de abstracción del desarrollador; (3) cambiar el proceso de traducción manual de los componentes abstractos a código ejecutable por un proceso (semi-) automático que elimine errores en la implementación final y (4) permitir que el proceso de traducción pueda ser extendido a diversos lenguajes de programación e incluso frameworks robóticos. Para lograr estos objetivos se ha desarrollado (1) un meta-modelo de componentes, denominado V3Studio, que contiene los conceptos del dominio de la robótica definidos por ACRoSeT; (2) una transformación entre V3Studio y UML que permite reducir la distancia semántica entre el diseño realizado y la implementación final, facilitando de este modo el desarrollo posterior de distintas implementaciones en otros lenguajes de programación y (3) una traducción entre el modelo UML y código, en este caso, Ada 2005. Como demostración de la viabilidad del enfoque, esta Tesis Doctoral incluye el desarrollo del sistema de control de una mesa cartesiana, realizado en el proyecto del V Programa Marco Europeo EFTCoR.