RobotPerf: Una Nueva Herramienta para Evaluar el Rendimiento de los Robots
RobotPerf mide el rendimiento de los robots en diferentes configuraciones de hardware usando ROS 2.
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Tabla de contenidos
- Importancia del Rendimiento en Tiempo Real
- El Papel de ROS 2
- Una Visión General de RobotPerf
- Métricas de Rendimiento
- El Desafío de Establecer Referencias
- Categorías de Referencias en RobotPerf
- Integración con Hardware
- Participación de la Comunidad
- Asegurando Reproducibilidad
- El Futuro de las Referencias en Robótica
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
RobotPerf es una nueva herramienta que ayuda a medir qué tan bien rinden diferentes robots al usar ROS 2, un sistema popular para crear aplicaciones robóticas. Esta herramienta está diseñada para funcionar con varios tipos de hardware, permitiendo a los desarrolladores ver qué funciona mejor para sus tareas específicas. El objetivo de RobotPerf es proporcionar una forma justa de comparar el Rendimiento de los robots en diferentes sistemas.
Importancia del Rendimiento en Tiempo Real
Para que los robots funcionen bien en situaciones del mundo real, necesitan procesar datos rápido y usar la energía de manera inteligente. Esto significa que las tareas que realizan deben suceder en tiempo real mientras mantienen el Consumo de energía bajo Control. Para lograr esto, se está volviendo más común usar hardware avanzado como chips especializados que pueden ejecutar ciertas tareas más rápido. Sin embargo, para sacar el máximo provecho de estos sistemas avanzados, es esencial tener una forma clara y estandarizada de probar su rendimiento.
El Papel de ROS 2
ROS 2 sirve como columna vertebral para muchos sistemas robóticos. Ayuda a que diferentes partes de un robot se comuniquen entre sí y gestionen las tareas de manera eficiente. A medida que más empresas adoptan ROS 2, la necesidad de referencias fiables se vuelve crucial. RobotPerf busca llenar este vacío al proporcionar una forma estructurada de evaluar qué tan bien rinden varias soluciones de hardware usando ROS 2.
Una Visión General de RobotPerf
RobotPerf se enfoca en probar el rendimiento de tareas robóticas usando diferentes configuraciones de hardware. Cubre toda la gama de tareas en robótica, desde la Percepción (cómo los robots entienden su entorno) hasta el control (cómo se mueven). La herramienta ofrece dos métodos principales de prueba:
Pruebas de Caja Negra: Este método evalúa el rendimiento sin cambiar el funcionamiento interno de los sistemas robóticos. Usa una aplicación especial para monitorear qué tan bien el sistema realiza las tareas.
Pruebas de Caja Gris: Este método permite obtener más información al observar procesos internos dentro del software del robot. Ayuda a recopilar información más detallada sobre cómo funciona el sistema.
Ambos métodos tienen sus ventajas y ofrecen flexibilidad dependiendo de lo que necesiten los desarrolladores.
Métricas de Rendimiento
RobotPerf se enfoca en medir varios factores clave al evaluar el rendimiento de los robots:
- Latencia: El tiempo que tarda en completar una tarea específica.
- Rendimiento: La cantidad de trabajo completada en un tiempo dado.
- Consumo de Energía: La energía usada mientras se realizan tareas.
Estas métricas ayudan a los desarrolladores a entender qué tan eficientemente está operando un sistema y dónde se pueden hacer mejoras.
El Desafío de Establecer Referencias
Aunque hay muchas herramientas existentes para establecer referencias en robots, la mayoría se centra en qué tan bien funcionan algoritmos específicos en lugar del rendimiento general de los sistemas robóticos. Algunas herramientas han analizado métricas particulares, como el rendimiento de la CPU, pero no ha habido un enfoque integral para evaluar cómo rinden diferentes robots en varias configuraciones de hardware.
Aquí es donde entra RobotPerf. Agiliza el proceso de establecer referencias, permitiendo a los desarrolladores comparar fácilmente diferentes configuraciones de hardware y software. Como resultado, ayuda a identificar las mejores soluciones para tareas robóticas específicas.
Categorías de Referencias en RobotPerf
RobotPerf ofrece una variedad de referencias que cubren diferentes áreas de la robótica:
- Percepción: Cómo los robots recogen y procesan información de su entorno.
- Localización: Cómo los robots determinan su posición y navegan por los espacios.
- Control: Cómo los robots gestionan sus movimientos y acciones.
- Manipulación: Cómo los robots interactúan con objetos en su entorno.
Estas referencias brindan una imagen clara de qué tan bien puede un robot desempeñarse en diferentes situaciones.
Integración con Hardware
RobotPerf está diseñado para funcionar con varios tipos de hardware, incluyendo:
- CPUs: Chips de computadora de propósito general que se usan comúnmente.
- GPUs: Unidades de procesamiento gráfico que pueden manejar cálculos complejos rápidamente.
- FPGAs: Hardware especializado que puede personalizarse para tareas específicas.
- Otros Aceleradores: Dispositivos diseñados para mejorar el rendimiento para ciertas aplicaciones.
Al probar en estas diversas plataformas, RobotPerf ayuda a los desarrolladores a entender las fortalezas y debilidades de cada opción.
Participación de la Comunidad
RobotPerf es de código abierto, lo que significa que cualquiera puede contribuir a su desarrollo. Este enfoque impulsado por la comunidad ayuda a asegurar que la herramienta evolucione para satisfacer las necesidades de los usuarios. A medida que más personas usen RobotPerf, recopilará más datos y conocimientos que pueden llevar a mejoras y nuevas características.
Asegurando Reproducibilidad
Una característica clave de RobotPerf es su compromiso con resultados reproducibles. Esto significa que las pruebas pueden repetirse bajo las mismas condiciones para verificar los resultados. Para lograr esto, RobotPerf se adhiere a formatos de datos comunes y pautas establecidas dentro de la comunidad robótica.
El Futuro de las Referencias en Robótica
A medida que el campo de la robótica continúa creciendo, herramientas de referencia estandarizadas como RobotPerf serán cada vez más importantes. Ayudarán a los desarrolladores a elegir el hardware adecuado para sus necesidades y asegurarán que los robots puedan realizar tareas de manera segura y eficiente.
Con contribuciones continuas de la comunidad, se espera que RobotPerf refine su enfoque de referencia, convirtiéndose en un recurso esencial para los robóticos.
Conclusión
RobotPerf representa un gran avance en el mundo de las referencias robóticas. Al proporcionar una forma integral y adaptable de evaluar el rendimiento en diferentes configuraciones de hardware, ayudará a los robots a operar de manera más efectiva en entornos del mundo real. El enfoque en el rendimiento en tiempo real, la eficiencia energética y la participación de la comunidad posiciona a RobotPerf como una herramienta valiosa para mejorar soluciones robóticas. A medida que la herramienta continúa desarrollándose, tiene el potencial de dejar un impacto duradero en el futuro de la robótica.
Al permitir comparaciones más claras y promover el uso de hardware eficiente, RobotPerf puede ayudar a desbloquear nuevas capacidades en robótica, allanando el camino para aplicaciones innovadoras y avances que cambiarán la forma en que interactuamos con las máquinas en nuestra vida cotidiana.
Título: RobotPerf: An Open-Source, Vendor-Agnostic, Benchmarking Suite for Evaluating Robotics Computing System Performance
Resumen: We introduce RobotPerf, a vendor-agnostic benchmarking suite designed to evaluate robotics computing performance across a diverse range of hardware platforms using ROS 2 as its common baseline. The suite encompasses ROS 2 packages covering the full robotics pipeline and integrates two distinct benchmarking approaches: black-box testing, which measures performance by eliminating upper layers and replacing them with a test application, and grey-box testing, an application-specific measure that observes internal system states with minimal interference. Our benchmarking framework provides ready-to-use tools and is easily adaptable for the assessment of custom ROS 2 computational graphs. Drawing from the knowledge of leading robot architects and system architecture experts, RobotPerf establishes a standardized approach to robotics benchmarking. As an open-source initiative, RobotPerf remains committed to evolving with community input to advance the future of hardware-accelerated robotics.
Autores: Víctor Mayoral-Vilches, Jason Jabbour, Yu-Shun Hsiao, Zishen Wan, Martiño Crespo-Álvarez, Matthew Stewart, Juan Manuel Reina-Muñoz, Prateek Nagras, Gaurav Vikhe, Mohammad Bakhshalipour, Martin Pinzger, Stefan Rass, Smruti Panigrahi, Giulio Corradi, Niladri Roy, Phillip B. Gibbons, Sabrina M. Neuman, Brian Plancher, Vijay Janapa Reddi
Última actualización: 2024-01-29 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2309.09212
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.09212
Licencia: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a arxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.
Enlaces de referencia
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/perception/a1_perception_2nodes
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/perception/a2_rectify
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/perception/a3_stereo_image_proc
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/perception/a4_depth_image_proc
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/perception/a5_resize
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/localization/b1_visual_slam
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/localization/b2_map_localization
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/localization/b3_apriltag_detection
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/control/c1_rrbot_joint_trajectory_controller
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/control/c2_diffbot_diff_driver_controller
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/control/c3_rrbot_forward_command_controller_position
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/control/c4_rrbot_forward_command_controller_velocity
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/control/c5_rrbot_forward_command_controller_acceleration
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/manipulation/d1_xarm6_planning_and_traj_execution
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/manipulation/d2_collision_checking_fcl
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/manipulation/d3_collision_checking_bullet
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/manipulation/d4_inverse_kinematics_kdl
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/manipulation/d5_inverse_kinematics_lma
- https://github.com/robotperf/benchmarks/tree/main/benchmarks/manipulation/d6_direct_kinematics
- https://github.com/robotperf/benchmarks
- https://accelerationrobotics.com/robotcore-perception.php
- https://github.com/robotperf/rosbags
- https://github.com/robotperf/ros2_benchmark
- https://github.com/robotperf/benchmarks/releases
- https://www.overleaf.com/project/64f9d7485025af4ff9ba1c21
- https://accelerationrobotics.com/
- https://aau.at/
- https://harvard.edu
- https://www.gatech.edu/
- https://www.cmu.edu/
- https://www.jku.at/
- https://ford.com
- https://www.amd.com/
- https://intel.com/
- https://www.bu.edu/cs/
- https://cs.barnard.edu