Hướng tới tính toán hiệu năng cao cho robot

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Bài báo mở đầu với bối cảnh các robot ngày nay thường gắn kèm máy tính đồng hành (companion computer) chạy hệ điều hành như Linux, thậm chí có GPU tích hợp, cho phép xử lý tác vụ phức tạp tại chỗ. Mở rộng logic, tác giả đề xuất triển khai cụm máy tính HPC từ các máy tính nhúng này trong hệ đa robot, khai thác không chỉ khả năng tăng tốc mà còn các tính năng hạ tầng HPC khác (quản lý tài nguyên, chia sẻ tập tin, đa người dùng…).

 

Định nghĩa HPRC: tập hợp chiến lược triển khai hệ đa robot hoạt động như một đơn vị phân tán thống nhất, khai thác các đặc tính HPC. Mô tả các lớp phần mềm HPC (hệ điều hành, hệ thống người dùng, hệ thống tập tin, batch system, ứng dụng) và cách điều chỉnh cho môi trường robot (PRCN – Parallel Robotic Computing Node). So sánh cụm HPC truyền thống và cụm HPRC, nêu lợi ích: tái sử dụng robot như thiết bị tính toán đa dụng, tích hợp dị thể, mở rộng số lượng robot, minh bạch với người điều khiển.

 

Thực nghiệm:

  • Benchmark HPL trên cụm 4 Raspberry Pi 3B (16 lõi), so sánh Ethernet/Wi‑Fi, đánh giá suy giảm hiệu năng khi ngắt kết nối nút tạm thời, rút ra hạn chế MIMD nặng trao đổi dữ liệu trong mạng không dây hiện tại.
  • - Phần mềm parallelMotion viết bằng Python dùng MPI (mpi4py) + DroneKit + ArduPilot SITL để điều khiển 4 UAV giả lập, hai chế độ:
  •   + Simple (SIMD): tất cả UAV bay tới mục tiêu riêng, không trao đổi thông tin, độc lập.
  •   + Vicsek (MIMD): UAV cập nhật hướng bay dựa trên láng giềng trong bán kính, mô phỏng bầy đàn, trao đổi thông điệp vị trí/hướng liên tục.
  • Triển khai cho thấy HPRC hỗ trợ điều khiển tập trung/phân tán, khả năng mở rộng và minh bạch; gợi ý tiềm năng ứng dụng rộng, không chỉ cho tác vụ tính toán nặng.

Kết luận: HPRC còn non trẻ nhưng hứa hẹn kết hợp HPC và robot thành “Ubiquitous Supercomputing”, mở ra khả năng thiết kế hệ đa robot mạnh mẽ, đa nhiệm, có thể tận dụng công nghệ 5G và các hạ tầng HPC khác trong tương lai.