Robotics Studioの肝、“通知”の発行：Robotics Studio活用術 はじめて作るサービス（5）（1/2 ページ）

Robotics Studioにおける「サービスの作成」の集大成！ 今回は通知を発行するサービスを作り、動作検証を行います

[大川 善邦 工学博士 日本大学工学部非常勤講師／大阪大学名誉教授，＠IT MONOist]

　ロボットに限らず、一般的な機械装置の制御では“割り込み信号（interrupt signal）”の取り扱いが重要な課題となります。

　ちなみに、本連載で取り扱っているマイクロソフトのRobotics Studio（以下、MSRS）では、この割り込み信号のことを“通知（notification）”と呼んでいます。

　一般的に、組み込み分野で使う割り込み信号は、いわゆる“電気的な信号”のことですが、SOAの通知の場合は“ソフトウェアによって組み上げられた疑似的な信号”を指します。どちらも内容的には同じなのですが、SOAの通知の処理スピードは一般的な組み込み分野での割り込み信号に比べて“低速”です。その点には、十分に注意してください。

　というわけで、今回はMSRSにおける“通知の作り方”について解説していこうと思います。

通知と処理の流れ

　ここでの“割り込み処理の流れ”というのは、“ロボットが障害物にぶつかる”などの事態が発生した際、それまで実行していた処理（A）を中断して、別のプログラム処理（B）（例えば、駆動モーターを停止するなど）を実行し、その処理（B）が完了したら、また元のプログラム処理（A）へ戻る、というものです。

　この例の場合、「障害物にぶつかった！」という検知がSOAでの“通知”を意味します。

　“会議中に携帯電話が鳴ったので、席を外して電話を受け、終わったら会議へ戻る”といった状況に置き換えると分かりやすいと思います。この場合は「携帯電話の呼び出し音」がSOAでの“通知”となります。

サブスクリプションとは？

　次に、通知を説明するうえで欠かせない「サブスクリプション」について説明します。

　例えば、1つのサービス（サービスA）が、ほかのサービス（サービスBやCなど）に対して通知を発行するとします。この場合、サービスAを“通知の発行元”といい、サービスBやCなどを“通知の発行先”といいます。

　通知の発行先であるサービスBやCは、図1のように通知の発行元であるサービスAに対して事前に「通知を受けるよ」という登録をします。この手続きを「サブスクリプション（subscription）」といいます。

図1　サブスクリプション

　つまり、通知とは「その通知に対して、サブスクリプションの手続きをしたものにのみ発行されるメッセージ」をいいます。

　図1のようにサービスBとCが、サービスAに対してサブスクリプションの手続きをしたとします。このとき、サービスBとCのことを“サービスAの「サブスクライバ（subscriber）」”といいます。例えば、この状態でロボットのバンパーが障害物に接触し、“障害物にぶつかった”ことを検知したとします。すると、サービスAはサブスクライバであるサービスBとCに対して、図2のように「障害物を検知した！」という通知を発行します。

図2　通知の発行

サブスクリプション マネージャ 〜 通知のメカニズム 〜

　続いて、通知の発行元（サービスA）にフォーカスして解説します。

　まず、図3を見てください。

図3　サービスAの構造

　サービスAは、通知の発行に関する事務処理を行うために、「サブスクリプション マネージャ（subscription manager）」というサービスを“パートナー”として生成します。

　そして、サービスAはサブスクリプション マネージャに処理を命じるためにSendPositionという名前のポートを作成します（注）。サブスクリプション マネージャに対して、何か処理を依頼するときには必ずこのSendPositionを通して依頼しなければなりません。

※注：

SendPositionという名前は、本連載で作成するプログラム内に使用されている名前です。ほかの任意の名前でも問題ありません。

　また、サービスAはサブスクライバ（サービスB）から登録のメッセージを受け付けるために、Subscribeという名前のポートを開設しておく必要があります。

　サービスBがサービスAからの通知を受け取るためには、まず、サービスAに対してSubscribeというポートを通じて登録のメッセージを投げます。これを受けたサービスAは、SendPositionを通じてサブスクリプション マネージャに「サービスBを登録しなさい」と命令します。

　これでサービスBは、サービスAからの通知を受けることができます。

　以上が、「サブスクリプションの手順」となります。

　それでは、実際に通知を発行する事態が発生したらどうなるのでしょうか？

　サービスAはSendPositionを通して、サブスクリプション マネージャに「これこれこのデータを通知しなさい」と命令します。これを受けたサブスクリプション マネージャは、サービスAからの命令（データ）をサービスBやCなどのサブスクライバすべてに対して通知します。

　これがMSRSにおける通知のメカニズムです。

通知を発行するプログラミング

　それでは、実際に通知のプログラムを作成してみましょう（注）。

※注：

本連載では、C#の文法についての解説は基本的に行いません。C#についてはInsider.NETなどを参考になさってください。

　Microsoft Visual C# 2005 Express SP1（以下、VC#）を起動して、連載第3回「サービスはロボットの状態と連動して動くもの」を参考に、新規プロジェクト「MyProj3」を作成してください。

　まずは、サービスの“状態”が必要となるので、ソース1のようにMyProj3Types.csに対して、状態を定義します。

ソース1　状態の書き込み

　今回は、ロボットの状態のプロパティとして、表1のように定義します。

	プロパティ名	変数の型	内容
	_name	string	ロボットの名前
	_position	float	ロボットの現在位置
表1　ロボットの状態のプロパティ定義

　_nameプロパティはダミーですが、_positionプロパティはサブスクライバへ送信するデータです。

　次に、ポートセットに対して、ソース2のように「SendPosition」と「Subscribe」という2つのポートを追記します。

ソース2　ポートの増設

　そして、メッセージを定義するクラスをソース3のように記述します。

ソース3　メッセージのクラス

　通知に対してロボットの現在位置（_position）を同封することにしたので、メッセージのクラスは長くなりますが、内容は同じ形式の文の繰り返しです。メッセージにデータを含める際は、このようにBodyのプロパティとして定義します。

　続いて、MyProj3.csを開きます。

　ソース4のように、サブスクリプション マネージャに関連する名前空間を追加します。

ソース4　名前空間の追加

　次に、MyProj3Serviceにおいて、ソース5のようにパートナーとしてサブスクリプション マネージャを生成します。

ソース5　マネージャの生成

　最後に、ソース6のようにポートのハンドラを記述します。

ソース6　ハンドラ

　サブスクリプション マネージャの生成に関しては、MSRSに含まれているクラスやヘルパーを使うので、このように書くものだと理解してください。

　最後に、ソース7のようにサブスクリプション マネージャに対して通知を発行する命令を記述してください。

ソース7　通知の発行

　これでプログラムは完成です。

　それでは、プロジェクトをビルドしてください。ビルドに成功したら、いよいよVisual Programming Language（以下、VPL）による検証を行います。