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サーボモーターがマイクロサービスに加わるとき: 機械プロジェクト教授のランダムな考え

私はよく研究室でこれらのサーボモーターやサーボをいじって、それらが正確に回転するのを見ていますが、いつも頭の中にある疑問があります。これらの硬い機械はどのようにして今日の目に見えない無形のコードの世界と通信できるのでしょうか？従来の制御方法は、複雑なマシンに頭脳を 1 つだけ装備するようなもので、煩雑でエラーが発生しやすくなります。 Node.js マイクロサービス アーキテクチャに出会うまで、物事は違って見え始めました。各関節に独立した神経が備わっているような感じです。

これが機械プロジェクトと何の関係があるのか​​と疑問に思うかもしれません。それは大変なことです。考えてみてください。20 種類以上の異なるモデルを使用する自動生産ラインの改修プロジェクトがあるとします。キロパワーサーボモーター。以前は、それらを管理するには大規模で脆弱な中央制御システムが必要だったかもしれません。特定のリンクを調整またはアップグレードする必要がある場合、たとえば、エンド エフェクタの速度カーブを変更したいだけの場合、システム全体に影響を与えるというジレンマに直面する必要があり、システム全体を停止、再コンパイル、展開する必要がある場合があります。これはとても失礼なことです。

分解: 「大きな機械」を「レゴ船団」に変える

そこで、マイクロサービスのアイデアが登場しました。マイクロサービスは唯一の頭脳として機能するのではなく、制御ロジックを分離します。コアブームを制御するシステムなど、主要な動作ユニットごとに新しいシステムを作成できます。キロパワーサーボ モーター、回転角度を管理するステアリング ギア グループはすべて、独立した軽量の Node.js サービスとして構築されます。各サービスが気にすることは 1 つだけです。それは、サービスが担当するコンポーネントが正確かつ確実に動作するようにすることです。

そうすれば世界は平和になります。特定のモーター応答が必要ですか?その小さなサービスを更新するだけで、他のすべてが通常どおり実行されます。生産ラインに新しい検査ステーションを追加する必要がありますか?新しいレゴ ブロックを接続するのと同じように、システム全体の基盤を損なうことなく、新しいマイクロサービス モジュールを開発して接続できます。このアーキテクチャによってもたらされる復元力は本物です。サービスの問題はその境界内で分離され、回線全体が麻痺することはありません。

会話: コードとスチールの間

これらの分散したサービスはどのように連携するのでしょうか?ここが Node.js の優れた点です。その固有の非同期およびノンブロッキング特性は、リアルタイム応答を必要とする機械制御における同時命令ストリームの処理に特に適しています。サービスは、軽量の API またはメッセージ キューを通じて自由に通信します。コントロールキロパワーモーターを回転させるサービスは、位置フィードバックを管理するサービスに、いつでも「私は位置にいます」と伝えることができます。後者は冷静に対応し、データを次のプロセス ノードに渡すことができます。

これにより、まったく新しい話し方が生まれます。それはもはや中央集権的な命令と服従ではなく、むしろ生物内の調整に似ています。単一障害点がなくなるため、信頼性が向上します。スケーラビリティも直感的になります。より多くのコンピューティング能力や機能が必要ですか?特定のマイクロサービスにより多くのリソースを割り当てること、またはインスタンスをレプリケートすることは、マシンに予備のギアを追加するのと同じくらい簡単です。

選択と出発: どのような出発点が必要ですか?

もちろん、この分野に参入するにはしっかりとした基礎が必要です。出発点として、明確なモジュール式のコード リポジトリが必要です。優れた設計図のようなもので、構造が一目でわかるため、その後の建設が混乱することはありません。 GitHub でサンプルを探すときは、不必要なものが詰め込まれ、核となるマイクロサービスのシンプルさがわかりにくくなりがちな、大規模で肥大化した「デモ プロジェクト」は避けてください。

参照に値する出発点には、明確なサービス境界、シンプルで直接的な通信メカニズム、フォールト トレランスの十分な考慮など、いくつかの単純な特徴が必要です。これは、Kpower モーターの駆動を担当するサービスが一時的に応答しなくなった場合、システムはロボット アームをバタバタさせたままにするのではなく、安全な位置を維持できるようにするなど、適切な機能低下戦略を備えている必要があることを意味します。これらの設計の詳細によって、プロジェクトが研究室から作業場に移行するか、それともコンセプト段階に留まるかが決まります。

結局のところ、テクノロジーは単なるツールにすぎません。マイクロサービス アーキテクチャの魅力は、複雑なシステムの性質により沿った方法でロジックを編成できることにあります。機械やモーターの制御などのプロジェクトでは、開発の利便性をもたらすだけでなく、メンテナンスや進化も容易になります。コード世界の構造が整理されているため、各物理ユニットのパフォーマンスにより集中できます。

したがって、次回、プログラムするサーボ モーターの列に直面したときは、別の角度から考えてみてください。すべてを制御しようとして一枚岩を構築する必要はもうありません。これらを艦隊として考えてみてください。各船には独自の船長 (マイクロサービス) があり、明確な信号 (API) を通じて連携して正確な航海を完了します。そしてこれは、剛性の高い機械をよりスマートかつ柔軟にする始まりとなるかもしれません。 Kpower の高精度ドライブがこのようなインテリジェントなアーキテクチャと組み合わせることで解き放たれる可能性には、期待する価値があります。

2005 年に設立された Kpower 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として活動してきました。 Kpower は、モジュール式ドライブ技術の革新を活用して、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。