اپلیکیشن ساز OpenMind چیست و چگونه کار می‌کند؟

روشن فکر در حال ساخت ابزارهایی است که برای کاهش پیچیدگی توسعه نرم‌افزار برای ماشین‌های خودران در نظر گرفته شده‌اند. در مرکز این تلاش، OM1، یک سیستم عامل متن‌باز طراحی شده برای ربات‌ها و سایر دستگاه‌های هوشمند، قرار دارد. این شرکت اغلب OM1 را به عنوان یک پلتفرم رباتیک به سبک اندروید توصیف می‌کند، به این معنی که یک زمان اجرای مشترک دارد که تفاوت‌های سخت‌افزاری را خلاصه می‌کند و در عین حال به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا بر رفتار و منطق تمرکز کنند.

اخیراً، OpenMind معرفی کرد سازنده اپلیکیشن اوپن‌مایند، یک ابزار پیکربندی بصری در پورتال توسعه‌دهندگان آن است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد برنامه‌های ربات را بدون نوشتن کد برای وظایف رایج، ایجاد، اصلاح و مستقر کنند. این اعلامیه که از طریق حساب رسمی X شرکت منتشر شد، با یک ویدیوی نمایشی کوتاه همراه بود که محصول را در حال استفاده نشان می‌داد.

این مقاله توضیح می‌دهد که OpenMind App Builder چیست، در سطح فنی چگونه کار می‌کند و در کجای اکوسیستم گسترده‌تر OM1 قرار می‌گیرد.

ماموریت گسترده‌تر OpenMind چیست؟

هدف OpenMind فعال کردن ماشین‌های خودران از طریق استانداردهای مشترک و نرم‌افزارهای ماژولار است. OM1 تحت لیسانس MIT است و به صورت آزاد در GitHub توسعه داده می‌شود، جایی که هزاران ستاره و مشارکت اجتماعی را به خود جلب کرده است. این ران‌تایم به گونه‌ای طراحی شده است که از طیف گسترده‌ای از ربات‌ها، از جمله ربات‌های انسان‌نما، ربات‌های چهارپا مانند سری Unitree Go و پلتفرم‌های تحقیقاتی موبایل مانند TurtleBot پشتیبانی کند.

La شرکت تحت حمایت Pi Network Ventures همچنین یکی از مشارکت‌کنندگان اصلی بنیاد فابریک است، سازمانی که بر استانداردهای هماهنگی ماشین‌های خودران و هویت درون زنجیره‌ای تمرکز دارد. فابریک مشخصاتی مانند ERC 7777 را ترویج می‌دهد که نحوه توصیف و تبادل رفتارهای ربات را تعریف می‌کند. App Builder به عنوان یک رابط کاربردی بر روی این سیستم‌های زیربنایی قرار گرفته است.

سازنده اپلیکیشن OpenMind چیست؟

OpenMind App Builder یک رابط بصری بدون کد و با کد کم برای پیکربندی رفتار ربات در OM1 است. پس از ایجاد یک حساب کاربری، از طریق پورتال توسعه‌دهندگان OpenMind قابل دسترسی است. به جای نوشتن دستی فایل‌های پیکربندی، توسعه‌دهندگان با مونتاژ گره‌های بصری که حالت‌های ربات را نشان می‌دهند و تعریف نحوه اتصال آن حالت‌ها، برنامه‌هایی را می‌سازند.

هر برنامه به صورت یک فلوچارت نمایش داده می‌شود. گره‌ها مربوط به حالت‌های رفتاری مانند خوشامدگویی، ناوبری یا نقشه‌برداری هستند. انتقال بین گره‌ها، زمان و نحوه تغییر رفتار ربات از یک رفتار به رفتار دیگر را تعریف می‌کند. پیکربندی حاصل ذخیره می‌شود و می‌تواند مستقیماً از طریق پورتال به سخت‌افزار سازگار منتقل شود.

سازنده برنامه جایگزین برنامه‌نویسی سنتی نمی‌شود. بلکه بر روی سیستم پیکربندی OM1 قرار می‌گیرد و فایل‌های پیکربندی ساختاریافته‌ای را صادر می‌کند که می‌توانند برای موارد استفاده پیشرفته، در کد توسعه داده یا اصلاح شوند.

پروژه‌های امیدبخش را کشف کنید...

پروژه‌های نویدبخش ...

(تبلیغات)

ادامه مقاله...

مفاهیم و اصطلاحات اصلی

درک App Builder نیازمند آشنایی با چندین مفهوم OM1 است.

حالت های

یک حالت، یک حالت رفتاری گسسته است. برای مثال، یک ربات ممکن است یک حالت خوشامدگویی، یک حالت ناوبری و یک حالت حافظه داشته باشد. هر حالت، مدل زبانی مورد استفاده، حسگرهای فعال، اقدامات مجاز و زمینه پس‌زمینه موجود را تعریف می‌کند.

گره‌ها و انتقال‌ها

در ویرایشگر بصری، هر حالت به صورت یک گره ظاهر می‌شود. انتقال‌ها، پیوندهای جهت‌دار بین گره‌ها هستند. یک انتقال شامل شرایطی است که تعیین می‌کند چه زمانی ربات از یک حالت به حالت دیگر حرکت کند. توسعه‌دهندگان می‌توانند مشخص کنند که یک دستور گفتاری باعث تغییر از حالت غیرفعال به حالت ناوبری شود.

ورودی‌ها، اقدامات و پس‌زمینه‌ها

ورودی‌ها نشان‌دهنده حسگرها یا منابع داده مانند میکروفون، دوربین یا فیدهای مبتنی بر وب هستند. اقدامات نشان‌دهنده خروجی‌هایی مانند دستورات حرکتی، ترکیب گفتار یا نوشتن در حافظه هستند. پس‌زمینه‌ها زمینه‌های پایدار مانند موقعیت مکانی GPS یا وضعیت ناوبری را فراهم می‌کنند.

قلاب‌های چرخه عمر

هر حالت شامل قلاب‌های چرخه عمر، از جمله یک اعلان سیستم برای مدل زبان است. این به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا با استفاده از دستورالعمل‌های زبان طبیعی ذخیره شده به عنوان بخشی از پیکربندی، نحوه رفتار مدل را در یک حالت معین کنترل کنند.

اپلیکیشن ساز در عمل چگونه کار می‌کند؟

ویدیوی نمایشی منتشر شده در کنار این اطلاعیه، گردش کار کامل را از ابتدا تا استقرار نشان می‌دهد.

انتخاب ربات

وقتی یک توسعه‌دهنده App Builder را باز می‌کند، اولین قدم انتخاب یک ماشین از نوار کناری است. این کار پیکربندی را با یک پروفایل ربات خاص، از جمله حسگرها و عملکردهای پشتیبانی‌شده آن، مرتبط می‌کند. OM1 از طریق یک لایه اختصاصی، انتزاع سخت‌افزاری را فراهم می‌کند و امکان استفاده مجدد از همان پیکربندی سطح بالا را در ماشین‌های مشابه فراهم می‌کند.

ساخت حالت‌ها به صورت بصری

پس از انتخاب یک ربات، بوم با یک فلوچارت اولیه پر می‌شود. توسعه‌دهندگان می‌توانند با کلیک روی نماد +، حالت‌های جدیدی اضافه کنند. هر حالت جدید یک پنل ویرایشگر را باز می‌کند که در آن پارامترها تعریف می‌شوند.

در این پنل، توسعه‌دهنده یک مدل زبان را از یک لیست کشویی انتخاب می‌کند. گزینه‌های پشتیبانی‌شده شامل چندین مدل تجاری و باز هستند. ورودی‌ها در مرحله بعد اضافه می‌شوند، مانند تشخیص خودکار گفتار برای کنترل صوتی یا فیدهای دوربین برای بینایی. سپس اقدامات انتخاب می‌شوند، مانند ناوبری یا خروجی گفتار. پس‌زمینه‌هایی مانند GPS یا زمینه ناوبری نیز می‌توانند فعال شوند.

همه تغییرات بلافاصله ذخیره می‌شوند و بوم به‌روزرسانی می‌شود تا پیکربندی فعلی را منعکس کند.

تعریف گذارها

پس از ایجاد حالت‌ها، انتقال‌ها با کشیدن یک رابط از یک گره به گره دیگر تعریف می‌شوند. این کار یک ویرایشگر قانون را باز می‌کند که در آن شرایط مشخص می‌شوند. شرایط می‌توانند به ورودی‌ها، وضعیت داخلی یا سایر سیگنال‌ها ارجاع دهند. به عنوان مثال، یک قانون انتقال ممکن است مشخص کند که یک فرمان صوتی شناخته شده باعث می‌شود ربات از حالت بیکار خود خارج شده و وارد حالت ناوبری شود.

یک ویژگی قالب‌بندی خودکار، بوم را از نو مرتب می‌کند تا فلوچارت با بزرگ شدنش خوانا بماند.

گسترش

وقتی پیکربندی کامل شد، توسعه‌دهنده می‌تواند آن را مستقیماً از رابط کاربری مستقر کند. پیکربندی از طریق پورتال OpenMind روی ربات آپلود شده و بدون انتقال دستی فایل اعمال می‌شود. برای تیم‌هایی که از OM1 به صورت محلی یا در خطوط تولید استفاده می‌کنند، می‌توان همین پیکربندی را با استفاده از ابزارهای خط فرمان یا گردش‌های کاری کانتینری مستقر کرد.

مدل‌ها و قطعات پشتیبانی‌شده

طبق گفته‌ی OpenMind، App Builder در حال حاضر از بیش از شش مدل زبانی، بیش از چهل ورودی، سی عمل و بیش از ده زمینه‌ی پس‌زمینه پشتیبانی می‌کند. این اعداد نشان‌دهنده‌ی طراحی ماژولار OM1 هستند که در آن هر مؤلفه به عنوان یک افزونه پیاده‌سازی شده است.

مدل‌های زبانی را می‌توان بدون بازنویسی منطق برنامه، جابجا کرد. ورودی‌ها و اقدامات نیز به طور مشابه قابل تعویض هستند، تا زمانی که سخت‌افزار زیربنایی از آنها پشتیبانی کند. این رویکرد به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا ضمن حفظ ساختار ثابت، به سرعت پیکربندی‌های مختلف را آزمایش کنند.

ادغام با OM1 و گردش‌های کاری مبتنی بر کد

اگرچه App Builder بر پیکربندی بصری تأکید دارد، اما به گونه‌ای طراحی شده است که با کد پایه OM1 ادغام شود.

توسعه‌دهندگان می‌توانند پیکربندی‌ها را به صورت فایل‌های ساختاریافته صادر کرده و آنها را در کنترل نسخه ذخیره کنند. کاربران پیشرفته می‌توانند با افزودن ماژول‌های پایتون به دایرکتوری‌های مناسب در مخزن OM1، ورودی‌ها و اقدامات سفارشی ایجاد کنند. سپس این اجزای سفارشی در رابط سازنده برنامه برای انتخاب ظاهر می‌شوند.

برای استقرار در مقیاس بزرگ یا روی دستگاه‌های لبه‌ای مانند سخت‌افزار Nvidia Jetson، OM1 از تنظیمات مبتنی بر کانتینر پشتیبانی می‌کند. App Builder با کاهش زمان صرف شده برای پیکربندی اولیه و تکرار، این گردش‌های کاری را تکمیل می‌کند.

انتزاع سخت‌افزار و قابلیت حمل

یکی از اهداف اصلی طراحی OM1، عدم وابستگی به سخت‌افزار است. سازنده‌ی اپلیکیشن با نمایش رفتارهای سطح بالا به جای کنترل حرکتی سطح پایین، این موضوع را منعکس می‌کند. به عنوان مثال، یک توسعه‌دهنده می‌تواند یک عمل ناوبری را بدون مشخص کردن نحوه‌ی حرکت مفاصل پیکربندی کند.

این انتزاع از طریق یک لایه انتزاع سخت‌افزاری پیاده‌سازی می‌شود که اقدامات OM1 را به کیت‌های توسعه نرم‌افزار مخصوص ربات مانند ROS2 یا APIهای فروشنده متصل می‌کند. در نتیجه، منطق برنامه یکسان اغلب می‌تواند با حداقل تغییرات در ربات‌های مختلف مورد استفاده مجدد قرار گیرد.

محدودیت ها و ملاحظات

سازنده برنامه (App Builder) برای ساده‌سازی وظایف رایج در نظر گرفته شده است، اما نیاز به قضاوت مهندسی را از بین نمی‌برد.

برخی از پلتفرم‌های سخت‌افزاری بسته به قابلیت‌های محاسباتی، پشتیبانی محدودی دارند. در حال حاضر مجموعه کامل ویژگی‌ها در سیستم‌های جدیدتر مبتنی بر Nvidia در دسترس هستند، در حالی که پلتفرم‌های قدیمی‌تر ممکن است نیاز به سازش داشته باشند. زمان اجرای اصلی OM1 همچنین دسترسی مستقیم به اینترنت را برای ایمنی و قابلیت اطمینان محدود می‌کند، که بر نحوه استفاده از APIهای خارجی تأثیر می‌گذارد.

برای خودمختاری پیچیده، انتظار می‌رود توسعه‌دهندگان پیکربندی‌های App Builder را با شبیه‌سازی، یادگیری تقویتی و آزمایش‌های گسترده ترکیب کنند. مستندات OpenMind بر شروع با رفتارهای ساده و اعتبارسنجی آنها در محیط‌های شبیه‌سازی شده قبل از استقرار در ماشین‌های واقعی تأکید دارد.

نتیجه

OpenMind App Builder یک ابزار پیکربندی بصری است که بر روی OM1 runtime قرار می‌گیرد و ایجاد و استقرار برنامه‌های کاربردی ربات را ساده می‌کند. با نمایش رفتار ربات به صورت حالت‌ها، انتقال‌ها و اجزای ماژولار، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا برنامه‌های کاربردی را بدون نوشتن کد برای هر مرحله، مونتاژ کنند.

ارزش آن در کاهش اصطکاک راه‌اندازی و در عین حال سازگاری با گردش‌های کاری مبتنی بر کد است. برای تیم‌هایی که بر روی OM1 کار می‌کنند، App Builder روشی ساختاریافته برای طراحی، آزمایش و استقرار رفتار ربات در پلتفرم‌های سخت‌افزاری مختلف ارائه می‌دهد. این ابزار به جای جایگزینی توسعه سنتی، به عنوان رابطی عمل می‌کند که سیستم زیربنایی را در دسترس‌تر و استدلال در مورد آن را آسان‌تر می‌کند.

منابع:

• پست ایکسمعرفی سازنده اپلیکیشن OpenMind 
• پورتال توسعه دهندهساخت اپلیکیشن در OpenMind