Язык программирования роботов JAUS — это язык, который предоставляет возможность отработки на компьютерных моделях различных алгоритмов поведения и определения реальных функций проектируемых роботов, а результаты моделирования затем без изменений переносить на действующие платформы.
Введение
В конце восьмидесятых годов прошлого века были значительно увеличены расходы министерства обороны Соединенных Штатов на разработку новых систем контроля и управления. Их разработкой занимались разные ведомства, которые использовали много общих функциональных компонентов, но создавались они совсем не одинаково и, следует отметить, не могли поддерживать единый стандарт взаимодействия. Для того чтобы ликвидировать эту проблему, с 1992-го года в научных армейских подразделениях Пентагона начали создавать единую техническую архитектуру Joint Technical Architecture (JTA), то есть, стандарт на формирование всех ИТ- решений.
Вначале JTA была успешно опробована в системах электронной разведки, а далее получила воплощение в комплексах управления оружием, программах моделирования и так далее. На базе JTA формируются практически все прикладные инженерные стандарты и спецификации Пентагона. И одним из ее приложений является проект единой архитектуры робототехнических устройств Joint Architecture for Unmanned Systems (JAUS).
Язык программирования роботов JAUS
JAUS был задуман в 1994-ом году при выполнении экспериментов с разными методами дистанционного управления самоходными аппаратами. Уже тогда была очевидна потребность в едином программном интерфейсе для устройств такого типа, поскольку основным определяющим параметром эффективности робота считается, прежде всего, программное обеспечение. Тем не менее на разработку программных спецификаций средств тогда выделено не было. Помимо этого, незначительные ресурсы бортовых систем наложили дополнительные ограничения на поддержание сложной универсальной архитектуры.
В 1997-ом году была запущена программа Пентагона по проектированию универсальной автономной наземной машины Joint Robotics Program (JRP), а в начале 1998-го года в ее рамках сформировали рабочую группу JAUS. Эффективность ее работы проявилась достаточно быстро. Было определено, что экономия на сопровождении жизненного цикла трех моделей роботов при использовании JAUS может достигать двухсот миллионов долларов, и первую очередь такую экономию способно обеспечить повторное использование программного обеспечения.
Фактически в каждом автономном аппарате используются общие для всех подсистемы, однако до создания JAUS они являлись несовместимыми друг с другом. А JAUS позволил ликвидировать привязку к конкретному поставщику решений, использовать во всех моделях все ранее реализованные средства, как дистанционного управления, так и автономного поведения, ускорить и удешевить проектирование роботов и оперативно расширить их функциональные возможности на основе новых технических решений.
Сегодня язык JAUS является обязательным к использованию в каждом проекте JRP. А в состав рабочей группы JAUS входят шестьдесят специалистов из двадцати компаний. В настоящее время интерес к JAUS проявляется и со стороны многих гражданских структур, включая Ассоциацию инженеров автомобилестроения (Society of Automotive Engineers).
Архитектурная организация JAUS поддерживается многими научными и инженерными подразделениями Пентагона, включая командование авиационно-ракетных войск, электронных систем и связи, бронетанковых войск, морских систем, научные лаборатории армии и ВВС, национальный институт стандартов и технологий NIST и так далее.
Считается очевидным фактом, что стандартизация любых сфер деятельности, связанных с постоянной эксплуатацией программного обеспечения, является необычайно полезной. Особенно важными считаются единые соглашения в проектах, в которых совокупность программ привязана к сложному аппаратному обеспечению. На текущий момент архитектурная организация JAUS полностью подтвердила свою эффективность уже в достаточно большом количестве проектов. По этой причине военные ведомства собираются внедрить ее в робототехнические комплексы различных масштабов, начиная от микро самолетов, и заканчивая крупными автономными кораблями. А управление подобными комплексами может осуществляться как из вычислительных центров, так и с ручных компьютеров. Причем, естественно, что различные группы операторов будут обладать разными возможностями управления.
При формировании системы JAUS был определен следующий набор требований:
- Она должна быть открытой, масштабируемой, обладать гибкой архитектурой, не привязанной к конкретным ИТ- решениям.
- Система должна быть способной включать любые новые технологии.
- JAUS должна опираться на существующие коммерческие и военные спецификации, ориентироваться на увеличение степени автономности реализуемых аппаратов, учитывать интересы промышленных структур и возможности совместимости с ними.
- JAUS также должна позволять отработку различных алгоритмов поведения и определять реальные функции проектируемых роботов на компьютерных моделях, а результаты моделирования далее без модификаций переносить на уже действующие платформы.
Предполагалось, что JAUS-устройства при подсоединении к большой системе, такой как, например, комплекс управления боем, могут иметь способность автоматической настройки под ее нужды. Это сопряжено с тем, что при быстром изменении условий, возможности операторов по настройке отдельных устройств являются сильно ограниченными.
И хотя военные специалисты отрицательно отнеслись к идее повышения самостоятельности машин (идеальные солдаты обязаны быть, в первую очередь, исполнительными), идеи JAUS, тем не менее, по многим параметрам ориентируются как раз на увеличение уровня автономности.
