ノードjsのマイクロサービスアーキテクチャ

サーボ モーターがマイクロサービスに接続する場合: 制御する簡単な方法

各関節が高感度のサーボによって駆動される、繊細なロボット アームを組み立てていると想像してください。スムーズに掴み、回転させ、配置する必要があります。しかし、従来の制御方法は、太いケーブルを使用してすべての人形を同時に引っ張るようなもので、1 つの動作が滞ると、全体のパフォーマンスが停止する可能性があります。コードは複雑に絡み合い、機能の更新は薄氷の上で行われ、システムはますます重くなり、応答はますます遅くなります。

これは単なるソフトウェアの問題ではなく、ハードウェアの「寿命」に直接影響します。コマンドが遅延すると、位置決めが不正確になり、繰り返し精度が低下する可能性があります。

機械モジュール自体と同様に、制御ソフトウェアを柔軟に組み立て、独立して動作し、メンテナンスを容易にする方法はありますか?今日はそれについて話します。

マイクロサービス: 複雑なシステムに「モジュラー ジョイント」をインストールする

簡単なたとえです。かつては、すべてのモーターとセンサーを管理するための巨大な「スーパー プログラム」を作成したかもしれません。このプログラムは複雑な制御室のようなもので、小さな変更がシステム全体に影響を与える可能性があります。

マイクロサービス アーキテクチャでは考え方が異なります。この大規模なプログラムを多くの独立した小さなサービスに分割します。たとえば、あるサービスは特定の種類のサーボ モーターとの通信を担当し、別のサービスは経路計画専用で、別のサービス管理ユーザー インターフェイスもあります。各サービスは、洗練されたインターフェイスを介してまとめられた標準化された機械モジュールと同様に、明確なインターフェイスを介して「対話」する小規模で特殊なプロセスです。

このようなマイクロサービスを Node.js 環境で構築するのに特に適しています。 Node.js は本質的に非同期でイベント駆動型であるため、多数の同時 I/O 操作の処理に特に優れています。これは、複数のセンサーを監視し、複数のモーターを同時に制御する必要があるシナリオに正確に対応します。軽量かつ効率的で、JavaScript を使用してフロントエンド言語とバックエンド言語を統合するため、開発は岩を彫るというよりはレゴ ブロックを接続するようなものになります。

そうすることで、いくつかの目に見える変化がもたらされました。

• 独立性と粘り強さ: ステアリングギア制御を担当するマイクロサービスを時々更新または再起動する必要がある場合でも、視覚認識サービスの動作には影響しません。システムの軽度の不具合が簡単に完全な麻痺につながることはなくなりました。
• フレキシブル: プロジェクトの後半で数百のモーターを管理する必要がある場合は、システム全体を書き直すことなく、「モーター通信サービス」を強化するか、インスタンスを追加するだけで済みます。これは、胴体全体を再設計することなく、ロボット アームに新しい関節モジュールを追加するようなものです。
• テクノロジーの選択の自由: さまざまなマイクロサービスが、それに最適なテクノロジーを採用できます。おそらく、モーター駆動サービスは Node.js を使用し、特定のコア アルゴリズム モジュールは Python を使用します。それぞれが独自の強みを活かし、API を通じて連携します。
• より明確なコラボレーション: 各サービスには明確な責任があり、コードベースは小さいですが洗練されています。新しいメンバーが参加するとき、何十万行もの「天国の本」を理解する必要はなく、連絡する必要があるいくつかのサービス モジュールに集中するだけで済みます。

コンセプトから実践へ: ランダムな考えと背景

もちろん、どんな建築も特効薬ではありません。マイクロサービスは展開を複雑にするため、サービス間のネットワーク呼び出しは慎重に設計する必要があります。しかし、長期的な進化、ハードウェアの追加や削除の可能性、継続的な反復が必要なメカトロニクス プロジェクトに直面した場合、この初期の設計投資には多くの価値があります。

コードの構造だけでなく、考え方も変わります。

「私たちの巨大なシステムはこの新しいモーターモデルにどのように適応するのでしょうか?」と尋ねるのではなく、 「新しい『モーター アダプター』マイクロサービスを作成する必要がありますか? それとも既存のサービスの機能を拡張する必要がありますか?」

このモジュール式のアイデアは、実際には精密な機械設計と一致しています。キロパワー私たちも高性能サーボドライブを提供するにあたり、この「協業における独立性」の重要性を深く理解しています。信頼性の高いハードウェアが基盤であり、明確で柔軟なソフトウェア制御アーキテクチャが、ハードウェアの可能性を最大限に引き出す神経系となります。

ソフトウェア層が明確になると、ハードウェアとの「対話」がより直接的かつ効率的になることがわかります。新しい制御をより迅速に実験し、通信プロトコルをより安全にアップグレードし、変化するニーズにより簡単に対応できます。

それも始まりです

したがって、ますます複雑になるロボット、自動化機器、または複数の軸の協調制御を伴うプロジェクトを管理する方法を考えている場合は、その「モノリス」アプリケーションのフレームワークから抜け出して、その隣にある「マイクロサービス」パスに注目したほうがよいでしょう。

これは必ずしも最も単純なわけではありませんが、より堅牢で柔軟なシステムへの道となる可能性があります。標準のサーボ モーターと構造部品を使用して革新的なマシンを構築するのと同じように、マイクロサービス アーキテクチャでは標準のサービス モジュールを使用して、将来により適応可能な制御コアを構築できます。

それはすべて、複雑な問題を小さな克服可能な目標に分割するという単純な決断から始まりました。あとはそれらを接続して、システム全体がスムーズに動作するのを確認するだけです。

2005年に設立され、キロパワーは、中国広東省東莞に本社を置く、コンパクトモーションユニットの専門メーカーです。モジュラードライブテクノロジーのイノベーションを活用し、キロパワー高性能モーター、高精度減速機、マルチプロトコル制御システムを統合し、効率的でカスタマイズされたスマート ドライブ システム ソリューションを提供します。 Kpower は、スマート ホーム システム、自動エレクトロニクス、ロボティクス、精密農業、ドローン、産業オートメーションなどのさまざまな分野をカバーする製品で、世界中の 500 を超える企業クライアントにプロフェッショナルなドライブ システム ソリューションを提供してきました。