Zenoh 是一种旨在实现跨技术可扩展数据通信的中间件。来源：ZettaScale
尽管移动机器人可以为多个行业带来益处，但根据 ZettaScale Technology Ltd 的说法，标准数据分发服务 (DDS) 中间件在无线环境中难以跟上。这家总部位于英国的公司表示，这限制了通信和可扩展性。
ZettaScale 开发了 Zenoh 协议，该公司表示该协议为车辆、物联网 (IoT) 设备和机器人提供了动态环境中的可靠通信。ZettaScale 首席技术官兼首席执行官安吉洛·科萨罗解释说，该公司于 2022 年从 DDS 的航空航天和军事应用交通控制研发中分离出来。
上个月，Eclipse 基金会宣布发布 Eclipse Zenoh 1.0.0，这是一个开源协议，用于在嵌入式系统和云平台之间集成通信、存储和计算。该基金会和 ZettaScale 指出，新版本建立在多年的工作和实际部署经验的基础上。
DDS 运行良好，但存在局限性
科萨罗指出，2015 年，设计用于取代下一代互联网 IP 的弹性协议的努力仍然基于电话电路交换。DDS 针对其最初的意图进行了优化，但它存在局限性。
“我们的团队也参与了一些早期的智慧城市工作，[例如] 法国的尼斯以及与施耐德和思科在巴塞罗那的合作，”他告诉《机器人报告》。“我们遇到的一个难题是，对于从微控制器到数据中心的系统，我们必须为数据流组合两个或三个不同的协议。DDS 不适合微控制器，并且线协议不是为受限网络设计的。”
“问题是 DDS 被用在了其设计空间之外，”科萨罗解释说。“当我们设计 DDS 时，用例是一个封闭的系统，一个有线网络，并且假设数据包丢失率很低。这发生在一个尺寸合适的系统中。”
“因此，DDS 来自海军作战管理系统，在该系统中，你拥有一个完全尺寸合适的系统，”他补充说。“平均而言，CPU 占 50%，网络空闲。并且所有东西的尺寸都经过精心设计，以便你可以使用多播，并且不会丢失数据包。系统功能强大且对称。在这种情况下，DDS 非常棒，但如果你超出这种范围，就会变得复杂。”
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Zenoh 旨在管理静止和运动中的数据
科萨罗表示，他希望解决两个问题。第一个是开发一种适用于低功耗嵌入式系统和受限网络的协议。
“另一个想法是统一我们用于处理运动数据的抽象，即分发数据和静止数据，这意味着查询，”科萨罗回忆说。为了在巴塞罗那的“雾计算”中分散数据存储，他发现需要协议来检索分布在网络中的数据。
“Zenoh 消除了对部署计算位置的拓扑约束，因此你可以在互联网规模的任意网格上运行，”科萨罗说。“关于我们应该把它放在哪里——云端还是边缘——的讨论变得无关紧要，因为你将存储和计算保留在有意义的地方，并且数据始终走最短路径。”
从电信到 ROS 2
科萨罗说，DDS 研究人员在电信公司的资助下开始研究 Zenoh，这使他们能够在 5G 网络的智慧城市遥测环境中进行实验和验证。
“人们开始在机器人领域使用它纯属偶然，因为我们真正关注的是电信，”他指出。“当我们开始展示如何将它与 ROS（开源机器人操作系统）一起使用时，它真的开始流行起来。”
随着 ZettaScale 的分离，TG Tech Auto 看到了将协议引入汽车领域的机遇，并与之合作并成为股东。
“我们看到了机器人和汽车的巨大融合，Zenoh 被通用汽车的 uProtocol 计划采用，”科萨罗说。“这是架构和技术的融合。实际上，今天亚洲的一些汽车正在运行 ROS 2。”
ROS 2 采用了一种更轻量级的“代码优先”方法，而 AUTOSAR 联盟正在开发一种结构化的交换和互操作性格式。然而，科萨罗承认，ROS 2 需要达到汽车认证标准。
Intrinsic 和 Apex.AI 等公司正在努力弥合平台之间的差距。Intrinsic 正在将 Zenoh 与 ROS 2 Jazzy Jalisco 结合使用。
“这是一个非常有趣的时期，”科萨罗说。“想象一下，如果同一个协议可以用于机器人平台和自动驾驶。我们认为机器人是早期采用者。”
ZettaScale 在上个月于日本京都举行的 ROSCon 上展示了 Cyclone DDS 和 Zenoh，其 1.0.2 版本现已发布。
Zenoh 简化了通信，自适应地路由数据，并分发存储以实现高效的车队管理。来源：ZettaScale
ZettaScale 继续汽车领域的工作
Zenoh 的早期采用者包括沃尔沃等主要汽车制造商和智慧城市公司。
Eclipse Zenoh 1.0.0 包括共享内存和零拷贝支持、高级端到端保护、高性能访问控制以及针对机器人和汽车协议的特定扩展。
“我们已经展示了如何处理自动驾驶汽车的实时视频并将识别纳入循环，”科萨罗说。“你不想在发送激光雷达图像、点云或大图像时经过网络，但很少有人使用 ROS 中的零拷贝 API [应用程序编程接口]。”
ZettaScale 与日本和欧洲的合作伙伴密切合作，并在美国设有支持人员。
文章“ZettaScale 设计 Zenoh 超越 DDS，用于汽车和 ROS 通信”首次出现在《机器人报告》上。
