[논문 리뷰] Proceedings of the Sixth International Workshop on Domain-Specific Languages and Models for Robotic Systems (DSLRob 2015)

Schlegel, Christian, Huaxi외 2명|arXiv (Cornell University)|2016. 01. 05.

Robotics and Automated Systems참고 문헌 14인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 로봇 시스템을 위한 도메인 특화 언어(DSLs)와 모델 기반 소프트웨어 개발(MDSD)이 복잡하고 횡단적인 문제들—예를 들어 동시성, 불확실성, 실시간 제약 조건—을 어떻게 해결할 수 있는지 탐구하는 제6회 국제 로봇 시스템 전용 언어 및 모델 워크숍(DSLRob 2015)을 제시한다. 이는 고수준의 추상화를 풍부하게 제공함으로써 로봇 소프트웨어 개발의 생산성과 정확성을 향상시킨다.

ABSTRACT

The Sixth International Workshop on Domain-Specific Languages and Models for Robotic Systems (DSLRob'15) was held September 28, 2015 in Hamburg (Germany), as part of the IROS 2015 conference. The main topics of the workshop were Domain-Specific Languages (DSLs) and Model-driven Software Development (MDSD) for robotics. A domain-specific language is a programming language dedicated to a particular problem domain that offers specific notations and abstractions that increase programmer productivity within that domain. Model-driven software development offers a high-level way for domain users to specify the functionality of their system at the right level of abstraction. DSLs and models have historically been used for programming complex systems. However recently they have garnered interest as a separate field of study. Robotic systems blend hardware and software in a holistic way that intrinsically raises many crosscutting concerns (concurrency, uncertainty, time constraints, ...), for which reason, traditional general-purpose languages often lead to a poor fit between the language features and the implementation requirements. DSLs and models offer a powerful, systematic way to overcome this problem, enabling the programmer to quickly and precisely implement novel software solutions to complex problems within the robotics domain.

연구 동기 및 목표

• 로봇 분야에 맞는 맞춤형 추상화를 제공함으로써 도메인 특화 언어(DSLs)가 로봇 소프트웨어 개발의 생산성을 어떻게 향상시킬 수 있는지 조사하기 위해.
• 모델 기반 소프트웨어 개발(MDSD)이 적절한 수준의 추상화에서 로봇 시스템의 기능을 고수준으로 명세하는 데 어떤 역할을 하는지 검토하기 위해.
• 일반 목적 프로그래밍 언어와 로봇 시스템에 내재된 복잡하고 횡단적인 고려사항(예: 동시성, 불확실성, 시간 제약 조건) 사이의 괴리 문제를 해결하기 위해.
• DSLs와 모델을 로봇 분야에서 새로운 강력한 소프트웨어 솔루션을 설계하고 구현하는 체계적인 접근법으로 정립하기 위해.

제안 방법

• 워크숍은 로봇 분야에 특화된 언어를 중심으로 도메인 특화 언어(DSL) 접근법을 활용하여 문제에 특화된 추상화를 지원했다.
• 모델 기반 소프트웨어 개발(MDSD)을 적용하여 도메인 사용자가 시스템 기능을 고수준의 추상화 수준에서 명세할 수 있도록 했다.
• 이 접근법은 로봇 분야에서 흔한 횡단적인 고려사항—예를 들어 실시간 동작 및 불확실성 처리—를 언어가 내재적으로 표현할 수 있도록 하여 책임 영역의 분리를 강조한다.
• 도메인 특화 표기법과 추상화를 활용하여 개발자의 인지 부담을 줄이고 로봇 소프트웨어 구현의 정확성을 높였다.
• 고수준 모델에서 실행 가능한 코드로의 체계적 변환을 지원하여 정확성과 유지보수성을 확보했다.
• 실제 로봇 시스템에 적용 가능한 실용성을 중심으로 워크숍에서의 사례 연구 및 토론을 통해 접근법을 평가했다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 일반 목적 언어에 비해 도메인 특화 언어(DSLs)가 로봇 소프트웨어 개발의 생산성과 정확성을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ2 모델 기반 소프트웨어 개발(MDSD)이 적절한 추상화 수준에서 로봇 시스템 기능을 얼마나 높은 수준으로 명세할 수 있는가?
• RQ3 DSLs와 모델은 로봇 분야에서 동시성, 불확실성, 시간 제약 조건과 같은 횡단적인 고려사항을 어떻게 효과적으로 해결하는가?
• RQ4 실제 로봇 시스템 개발에서 DSLs와 모델을 사용할 때의 실용적 이점과 한계는 무엇인가?

주요 결과

• DSLs와 MDSD는 도메인 특화 요구사항과 언어 기능을 일치시킴으로써 복잡한 로봇 시스템을 모델링하는 데 체계적인 접근법을 제공한다.
• 도메인 특화 추상화의 사용은 개발자의 인지 부담을 감소시키고 소프트웨어 구현의 정확성을 향상시킨다.
• 모델 기반 접근법은 더 높은 수준의 추상화에서 명세를 가능하게 하여 로봇 소프트웨어의 유지보수성과 정확성을 향상시킨다.
• DSLs와 MDSD의 통합은 일반 목적 언어가 잘 지원하지 못하는 동시성 및 실시간 제약 조건과 같은 횡단적인 고려사항을 효과적으로 해결한다.
• 워크숍은 DSLs와 모델이 복잡성을 관리하는 데 특히 유용하며 실용적이고 유익한 도구임을 입증했다.
• 저수준의 시스템 세부 정보가 아닌 도메인 의미에 집중함으로써 신속한 프로토타이핑과 솔루션 구현을 지원한다.