論文の概要: Integrated cloud-based architecture for robot-robot and human-robot collaboration using ROS 2--MQTT in Mediterranean Greenhouses
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.22682v1
- Date: Sun, 21 Jun 2026 21:49:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-25 07:37:43.386704
- Title: Integrated cloud-based architecture for robot-robot and human-robot collaboration using ROS 2--MQTT in Mediterranean Greenhouses
- Title(参考訳): 地中海温室におけるROS 2-MQTTを用いたロボットロボットと人間ロボットのコラボレーションのための統合クラウドベースアーキテクチャ
- Authors: F. Cañadas-Aránega, M. Muñoz, J. C. Moreno, J. L. Blanco-Claraco,
- Abstract要約: 本稿では,ROS2とエッジコンピューティングプラットフォームとの双方向通信橋渡しを実現する,革新的なクラウドベースのハイブリッドアーキテクチャを提案する。
アーキテクチャは高忠実度シミュレーション環境で検証され、その後、実際の温室シナリオでテストされた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The imperative to develop more sustainable agriculture demands a transition from isolated automation toward the deployment of multi-robot systems (MRS) in agrifood environments. However, Mediterranean greenhouse settings-characterized by narrow corridors, dense biomass, and structural metallic interference-pose significant challenges for robust and scalable communication between agents. Traditional robotic frameworks, such as ROS 2, frequently encounter node discovery issues and latency spikes due to dynamic obstacles, dense foliage, and other characteristic greenhouse elements, creating a critical bottleneck for real-time coordination. This paper proposes an innovative cloud-based hybrid architecture that establishes a two-way communication bridge between ROS 2, acting as an edge computing platform, and iVeg as a Decision Support System (DSS), using MQTT and the European FIWARE platform. The proposed framework enables seamless interoperability between fleets of multiple robots in environments with communication constraints, facilitating the synchronised exchange of high-level telemetry, point cloud data and farmer identification for collaboration, amongst other critical data. The architecture was validated in a high-fidelity simulation environment and subsequently tested in a real-world greenhouse scenario, demonstrating its ability to maintain persistent connectivity and data integrity under adverse network conditions. The results indicate that the integration of MQTT effectively eliminates information silos, providing a scalable and decentralised solution for managing complex robotic missions, which are executed locally via Edge Computing. This work sets a new methodological precedent for the concept of Greenhouse Models as a Service (GMaaS), bridging the gap between low-level robotic control and high-level, cloud-based IoT decision-making.
- Abstract(参考訳): より持続可能な農業を開発するためには、隔離された自動化から、アグリフード環境におけるマルチロボットシステム(MRS)の展開への移行が必要である。
しかし、地中海の温室の設定は狭い回廊、密度の高いバイオマス、構造的金属の干渉によって特徴づけられ、エージェント間の堅牢でスケーラブルな通信において重要な課題となる。
ROS 2のような従来のロボットフレームワークは、動的障害、密度の高い葉、その他の温室要素によるノード発見問題や遅延スパイクに頻繁に遭遇し、リアルタイム調整において重要なボトルネックを生み出している。
本稿では,エッジコンピューティングプラットフォームとして機能するROS2と,MQTTと欧州FIWAREプラットフォームを使用した決定支援システム(DSS)としてのiVegの双方向通信ブリッジを確立する,革新的なクラウドベースのハイブリッドアーキテクチャを提案する。
提案フレームワークは、通信制約のある環境下で複数のロボット群間のシームレスな相互運用を可能にし、高レベルのテレメトリ、ポイントクラウドデータ、コラボレーションのためのファーマー識別などの同期交換を容易にする。
アーキテクチャは高忠実度シミュレーション環境で検証され、その後、実際の温室シナリオでテストされ、不適切なネットワーク条件下で永続的な接続性とデータの整合性を維持する能力を示した。
その結果、MQTTの統合は情報サイロを効果的に排除し、Edge Computingを介してローカルに実行される複雑なロボットミッションを管理するためのスケーラブルで分散化されたソリューションを提供することを示している。
この研究は、低レベルのロボット制御と高レベルのクラウドベースのIoT意思決定のギャップを埋める、温室モデル・アズ・ア・サービス(GMaaS)の概念の新しい方法論の先例を定めている。
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