[논문 리뷰] Proceedings of the Third International Workshop on Domain-Specific Languages and Models for Robotic Systems (DSLRob 2012)

Christian Schlegel, Ulrik Pagh Schultz외 1명|arXiv (Cornell University)|2013. 02. 20.

Model-Driven Software Engineering Techniques인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 로봇 시스템의 복잡성을 해결하기 위해 도메인 특화 언어(DSL)와 모델 기반 아키텍처(MDA)를 활용하는 높은 수준의 추상화 중심 개발을 가능하게 함으로써 복잡한 로봇 시스템의 복잡성을 다루는 제3회 국제 로봇 시스템 전용 언어 및 모델 워크숍(DSLRob 2012)을 제시한다. 주요 기여는 DSL과 모델이 동시성, 불확실성, 시간 제약과 같은 횡단 관심사들을 체계적이고 생산적인 방식으로 관리할 수 있음을 입증하며, 일반 목적 프로그래밍 언어보다 더 적합한 해결책을 제공한다는 점이다.

ABSTRACT

Proceedings of the Third International Workshop on Domain-Specific Languages and Models for Robotic Systems (DSLRob'12), held at the 2012 International Conference on Simulation, Modeling, and Programming for Autonomous Robots (SIMPAR 2012), November 2012 in Tsukuba, Japan. The main topics of the workshop were Domain-Specific Languages (DSLs) and Model-driven Architecture (MDA) for robotics. A domain-specific language (DSL) is a programming language dedicated to a particular problem domain that offers specific notations and abstractions that increase programmer productivity within that domain. Models-driven architecture (MDA) 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

• 도메인 특화 언어(DSL)가 로봇 시스템 개발의 생산성과 정밀도를 향상시키는 방식을 조사하기 위해.
• 모델 기반 아키텍처(MDA)가 적절한 수준의 추상화에서 로봇 시스템의 기능을 명시하는 데서 수행하는 역할을 검토하기 위해.
• 일반 목적 프로그래밍 언어와 로봇 시스템에 내재된 횡단 관심사(예: 동시성, 불확실성, 실시간 제약) 사이의 괴리 문제를 해결하기 위해.
• 로봇의 고유한 요구사항과 언어 기능을 정렬하는 체계적이고 도메인 특화된 해결책을 촉진하기 위해.

제안 방법

• 워크숍은 로봇 분야에 특화된 문제 중심 추상화를 중시하는 도메인 특화 언어(DSL)의 설계 및 적용에 집중하였다.
• 로봇 시스템 행동을 높은 수준의 추상화에서 명시하는 프레임워크로 모델 기반 아키텍처(MDA)를 홍보하였다.
• 센서 통합, 액추에이터 제어, 실시간 제어와 같은 로봇 시스템 관련 고려사항을 반영하는 전용 표기법과 구조를 만드는 것이 방법의 핵심이었다.
• 도메인 특화 모델링을 통한 관심사 분리가 하이브리드 하드웨are-소프트웨어 시스템의 복잡성을 줄이는 데 기여하였다.
• DSL 및 MDA 통합을 지원하는 실용적 도구와 프레임워크에 대한 토론을 촉진하였다.
• 형식적 모델을 사용하여 실행 구현을 안내하면서도 표현력과 유지보수성을 유지하는 데 중점을 두었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 하면 로봇 시스템 개발의 고유한 과제를 효과적으로 해결할 수 있도록 도메인 특화 언어(DSL)를 설계할 수 있는가?
• RQ2 일반 목적 언어에 비해 모델 기반 아키텍처(MDA)는 로봇 시스템의 명세 및 구현을 어떻게 향상시키는가?
• RQ3 DSL에서 동시성, 불확실성, 시간 제약과 같은 횡단 관심사를 최적으로 지원하는 추상화와 표기법은 무엇인가?
• RQ4 DSL과 MDA는 기존의 로봇 소프트웨어 개발 파이프라인에 어떻게 통합될 수 있는가?
• RQ5 DSL과 모델이 더 생산적이고 정밀한 로봇 소프트웨어 개발을 이끄는 데 대한 증거는 무엇인가?

주요 결과

• DSL과 모델 기반 아키텍처(MDA)는 언어 기능을 도메인 특화된 요구사항과 정렬함으로써 로봇 소프트웨어 개발에 더 체계적이고 생산적인 접근을 제공한다.
• 도메인 특화 추상화의 사용은 동시성과 불확실성과 같은 횡단 관심사와 관련된 인지적 부담과 구현 부담을 줄인다.
• 고수준 추상화에서의 모델링은 시스템 행동의 명확한 명세를 가능하게 하여 유지보수성과 정확성을 향상시킨다.
• 워크숍은 DSL과 MDA가 로봇 분야에서 별도의 연구 분야로서 점점 더 관심을 끄는 것으로 입증되었다.
• DSL과 MDA의 통합은 프로그래밍 언어의 기능과 로봇 시스템의 복잡하고 통합적인 본질 사이에 더 나은 맞춤을 지원한다.