Progettazione di meccanismi di offloading computazionale in sistemi robotici e IoT

I sistemi robotici distribuiti basati sull'aggregate computing presentano sfide significative in termini di gestione delle risorse computazionali. Questa tesi descrive la progettazione e la realizzazione dell'Offloading Manager, un modulo software sviluppato come estensione del sistema Project Emerge, un dimostratore per la coordinazione di sciami robotici basato sui principi dell'aggregate computing, sviluppato presso l'Università di Bologna. L'obbiettivo del modulo è di superare la dipendenza esclusiva dal server centrale introducendo la capacità di distribuire dinamicamente i task computazionali tra il server e i robot dello sciame. Il modulo è stato progettato attraverso un'analisi comparativa di alternative architetturali sia a livello di sistema che a livello interno, sviluppate dopo una fase di analisi del sistema esistente, dai quali sono stati derivati obbiettivi e vincoli. In seguito allo studio si è deciso di adottare un'architettura centralizzata con facade, registry separati e strategy pattern, che garantisce manutenibilità, estendibilità e testabilità. L'Offloading Manager gestisce connessioni persistenti con robot e moduli computazionali, monitora periodicamente le risorse dei container Docker e prende decisioni di offloading in tempo reale, esponendo inoltre un'interfaccia per il controllo esterno. La correttezza del comportamento è verificata da una suite di test automatici con copertura dell'84% del codice. Il modulo è stato infine integrato e dimostrato nel sistema Project Emerge completo, con robot simulati e un sistema di monitoraggio delle risorse in tempo reale.