<style>
/* basic design */
.reveal h1, .reveal h2, .reveal h3, .reveal h4, .reveal h5, .reveal h6,
.reveal section, .reveal table, .reveal li, .reveal blockquote, .reveal th, .reveal td, .reveal p {
font-family: 'Meiryo UI', 'Source Sans Pro', Helvetica, sans-serif, 'Helvetica Neue', 'Helvetica', 'Arial', 'Hiragino Sans', 'ヒラギノ角ゴシック', YuGothic, 'Yu Gothic';
text-align: left;
text-transform:none;
line-height: 1.6;
letter-spacing: normal;
text-shadow: none;
word-wrap: break-word;
color: #444;
}
.reveal h1, .reveal h2, .reveal h3, .reveal h4, .reveal h5, .reveal h6 {font-weight: bold;}
.reveal h1, .reveal h2, .reveal h3 {color: #2980b9;}
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.reveal section img {background:none; border:none; box-shadow:none; max-width: 95%; max-height: 95%; }
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.reveal .box {margin: -0.5vw 1.5vw 2.0vw -1.5vw; padding: 0.5vw 1.5vw 0.5vw 1.5vw; background: #EEE; border-radius: 1.5vw;}
/* table design */
.reveal table {background: #f5f5f5;}
.reveal th {background: #444; color: #fff;}
/* .reveal td {position: relative; transition: all 300ms;} */
.reveal td {position: relative;}
/* .reveal tbody:hover td { color: transparent; text-shadow: 0 0 3px #aaa;} */
/* .reveal tbody:hover tr:hover td {color: #444; text-shadow: 0 1px 0 #fff;} */
/* blockquote design */
.reveal blockquote {
width: 90%;
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font-style: italic;
background: #f5f5f5;
}
.reveal blockquote:before{
position: absolute;
top: 0.1vw;
left: 1vw;
content: "\f10d";
font-family: FontAwesome;
color: #2980b9;
font-size: 3.0vw;
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/* font size */
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/* new color */
.red {color: #EE6557;}
.blue {color: #16A6B6;}
/* split slide */
#right {left: -18.33%; text-align: left; float: left; width: 50%; z-index: -10;}
#left {left: 31.25%; text-align: left; float: left; width: 50%; z-index: -10;}
</style>
<style>
/* specific design */
.reveal h2 {
padding: 0 1.5vw;
margin: 0.0vw 0 2.0vw -2.0vw;
border-left: solid 1.2vw #2980b9;
border-bottom: solid 0.8vw #d7d7d7;
}
</style>
# Native Rust components for ROS2<br/>参加報告
### in ROSCon 2022 ふりかえり会
<br/>
2022.11.21
岡本拓海
twitter: [@MrBearing2](https://twitter.com/MrBearing2)
資料URL https://hackmd.io/@MrBearing/SJPAMZG8s
---
# TL;DR
- この資料はNative Rust components for ROS2の参加報告です
- 基本的に発表資料の和訳
- 多少のコメント
#### 発表内容
- Rustでロボットプログラム書くの良いよ！
- RustDDS + ros2-client でデモを作ったよ
- FlexbotFrameworkというのを作ったよ
---
# 元の発表資料リンク等
<br/>
- :video_camera: [動画](https://vimeo.com/showcase/9954564/video/767140150)
- [発表スライド pdf](http://download.ros.org/downloads/roscon/2022/Native%20Rust%20components%20for%20ROS2.pdf) -- pdfへの直接リンクなので注意
---
# 発表者について
Juhana Helovuo さん
- github:[jhelovuo](https://github.com/jhelovuo)
- [Atostek](https://atostek.com/)のProduct Development /Chief Research Officer
- フィンランドの会社
- RustDDSとros2-clientの開発元
- 遠隔医療や医療機器の管理システム等
<!-- -->
---
# Rustはなぜロボット向きの言語なのか
- システムプログラミングに使える
- C++のように低オーバッドでベアメタルなコードが書け、かつ高級言語(HaskelとかF#)の安全性が保障されてる
- メモリ安全
- データ競合安全*
- C++のプログラマにとっては学習が容易
- 代数的型システム
- C/C++の悪い所(historical baggage)が無い
- 未定義動作や処理系定義の動作
- 学習時の大量の落とし穴
<br/>
<div style="font-size: 70%; color: black;">
* : スライドの下の方に"マジでコンパイラがデータ競合見つけてくれるぜ!!(でも、デッドロックはまだプログラマの責任だよ)"って小さく記述が。。
</div>
----
# Rustの特徴
- 所有権ベースのメモリーハンドリング
- unsafe修飾子
- 危ない箇所をコード中で明示的に示せる e.g 生ポインタを扱う箇所等
- FFIを使ったり、低レベルのデータ構造を扱う場合などに必要になる
- unsafeの適用箇所は非常に小さい範囲に留められる。
- LLVM上でコンパイラがビルドする
- x86(-64),ARM,等のCPUアーキテクチャでもビルドできる
---
# RustでのROS2クライアント一覧
| Name | Auther | Link | Notes |
| -------- | -------- | -------- |-------- |
| ros2-rust | 多数 | [ros2-rust](https://github.com/ros2-rust/ros2_rust) | 公式のrclのRustバインディング |
| ros2-client / RustDDS | Atostek Oy / Juhana Helovuo and others |[RustDDS](https://github.com/jhelovuo/RustDDS) [ros2-client](https://github.com/jhelovuo/ros2-client) | :arrow_left: **今回はコレの紹介**<br/> ネイティブRustのros2クライアントとDDSの実装 |
| r2r | Martin Dahl and others | [r2r](https://github.com/sequenceplanner/r2r) | Rustのasyncブロック使えるようにしてました |
| rclrust | Yuma Hiramatsu | [rclrust](https://github.com/rclrust/rclrust) | Rustのマクロ(!)でIDLとRustの型変換をやってる |
| rus2 | Marshal SHI | [rus2](https://github.com/marshalshi/rus2) | 2020年の9月から開発止まってる |
| rosrust | Adnan Ademovic and others | [rosrust](https://github.com/adnanademovic/rosrust) | ROS1用 (昔使ったけど結構ちゃんと動いた) ~~2020年の8月から止まってる~~ 今年の8月に更新あった |
---
# Rust DDSとros2-clientの位置づけ
<!--  -->
<div align="center">
<img src="https://i.imgur.com/vroYzy3.png" height="700">
</div>
----
# Rust DDSについて
- DDS APIとRTPSをネイティブRustでスクラッチ実装
- Apach 2.0ライセンスで公開中
- 特徴
- ピアを自動で発見
- ノンブロッキングI/O
- 受信時はゼロコピー
- 送信時はシングルコピー
- Rustオブジェクトを直接シリアライズ/デシリアライズ可能
- 信頼性が高く、QoSはベストエフォート型
- [History QoS](https://www.omgwiki.org/ddsf/doku.php?id=ddsf:public:guidebook:06_append:glossary:h:history_qos) QoSポリシーの一つ
- 大きなオブジェトの断片化が可能(?)
----
# Rust DDSのデモ
eProsimaが出している[Shapes demo](https://www.eprosima.com/index.php/products-all/eprosima-shapes-demo)にRustDDSを使ってメッセージを送るデモ
[Qiitaで動作確認の記事](https://qiita.com/MrBearing/items/deb8077f79f6054edb2a)を書いたのでそちらをご参照ください。
<div style="font-size: 60%; color: black;">
スクリーンキャストで動画取ろうと頑張ったんですが、上手くいきませんでした。。。
</div>
---
# ros2-client
- やってる事は少ない 名前から名前の変換をして機能を隠しているだけ(？)
- Rustで書かれたrclcpp , rclpy と同じようなレイヤーのソフトウェア
- RustDDSの上で動作する
- イベントループをまだ実装してないので、ノードは.poll()メソッドを使ってイベントループを自分で実装する必要がある
----
# ros2-clientを使ったコード例
[ros2-clientの/examples/listener/main.rs](https://github.com/jhelovuo/ros2-client/blob/58a732ea3b14d1e99de074e70a5acb55298deb70/examples/listener/main.rs#L42)
```rust=42
loop {
// pollしたいリソースを渡す 第2引数はタイムアウト指定 metal I/O
poll.poll(&mut events, None).unwrap(); //戻り値はResult
for event in events.iter() {
match event.token() {
Token(1) => match chatter_subscription.take() {
Ok(Some((message, _messafe_info))) => {
let l = message.len();
println!("message len={} : {:?}", l, &message[..min(l,50)]); |
}
Ok(None) => println!("No message?!"),
Err(e) => {
println!(">>> error with response handling, e: {:?}", e)
}
},
_ => println!(">>> Unknown poll token {:?}", event.token()),
} // match
} // for
} // loop
```
---
# FlexbotFrameworkについて1
- 2019年頃から開発しているロボットプログラミングのフレームワーク
- まだオープンソースではない
- "単一のソフトウェアそのものもノードと通信チャネルで構築したい”
- 2020-2021年でROS2対応完了 ROS2の拡張機能としてみなせるレベル(自称)
- Rustプログラミングをサポート
- ソフトウェア全体が機械可読なデーターフロ仕様で記述される(Haskellらしい)
- ボイラープレートコードは仕様書からの自動生成
- 蜜結合なノードがノード間の通信簡略化する(?) Closely coupled nodes can simplify inter-node communication
- 数十～数百という細かい粒度でのデータフロープログラミングが可能
- 個々のノードは単純な構造にして再利用性を向上できる
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# FlexbotFrameworkについて2
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# FlexbotFrameworkの実績について
- Pulu Roboticsのロボットのコントロール(動画 17:48~)
- 床面に設置したQRコードでのナビゲーション達成
- 三菱ロジスネクストのフォークリフトをROS2で操作(動画 19：00~)
- フォークリフトのPLCとCAN経由で通信してフォークリフトを操作
---
# 会場であった質問
Q1 cargoからインストール可能？
A1 できます。crates.ioからインストール可能です。
<br/>
Q2 カスタムROSメッセージとのインタフェースはどうなってますか？
A2 今の所は手動でRustのコードを書く必要があります。
部分的には対応するコードを自動的に吐くことができますが、万全ではありません。
---
# お願い
- RustのBoF参加した方いましたら、BoFでのディスカッション内容とか補足してもらえると
- 私は参加できなかった。。。
---
# お願い2
仕事探してます。
ROS/2が書きたいです！！！
[](https://twitter.com/MrBearing2)
仕事やらしてもいいよって方は、@MrBearing2までDMください
---
# 付録
- [RustDDSのデモのビルド&実行方法](https://qiita.com/MrBearing/items/deb8077f79f6054edb2a) --Qiita記事書きました
---
# 参考資料
- https://github.com/jhelovuo/RustDDS
- https://github.com/jhelovuo/ros2-client
- - Shape demoの動かし方
- https://eprosima-shapes-demo.readthedocs.io/en/latest/
---
<br/><br/><br/><br/><br/>
#### ご清聴ありがとうございました
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