LOVOTの並行思考 with trio

こんにちは！ふるまいチームのエンジニア、市川です！

以前、下記の記事でLOVOTのふるまいづくりについてご紹介させて頂きました。

tech.groove-x.com

そこでも言及しましたが、わたしたちが呼んでいる「ふるまい」とは下記の事を指します。

感情（学術的な理論に基づく心のモデル）
感情や認識情報に基づいた意思決定（何をするか？）
意思決定に基づいた体への動作指示（手・足・目・瞼などの動き）

これらの処理は、NeoDM（Neo Decision Maker）と呼ばれる一つのサービスで担っています。 NeoDMでは他にも下記の事をやっています。

自身の姿勢の推定（抱っこされている？転けている？など）
画像認識結果のフィルタリング
障害物・崖の検知
経路計画
歌の認識
その他

これら複数の事をできるだけ同時にこなさなければいけません。

「100個の事を同時に考えてください」と言われても困りますよね*1。

人間の場合は1つずつこなしていくかもしれませんが、例えば1個目の処理に「10秒待つ」という処理がある場合、2個目の処理が始まるのは少なくとも10秒以上後になってしまいますね。待ってる間に他の処理をしておきたいです。

そんな良い感じのスケジューリングをしてくれるtrioというライブラリを導入しています。

NeoDMはpythonで書かれていて、trioはpythonの並行処理ライブラリ*2です。

このtrioにより、次のように記述されています（説明のために簡略化してあります）。

# main関数を開始する（並行処理の開始）
trio.run(main)


async def main():
    # 並行処理させる様々なクラスをインスタンス化
    # （実際はグローバル変数のようになっていて、インスタンス間で相互にアクセスできる）
    poller = Poller()
    physical_state_updater = PhysicalStateUpdater()
    ...

    # 各インスタンスのrunメソッドを子タスクとして開始する
    async with trio.open_nursery() as nursery:
        nursery.start_soon(poller.run)
        nursery.start_soon(physical_state_updater.run)
        ...


# 機体内の情報をかき集めるクラス
class Poller:
    async def run(self):
        # 一定周期でループさせるfor文(25Hz)
        async for _ in trio_util.periodic(1/25):
            # redisというデータベースに機体内の情報があるのでそれをかき集める
            # 例えば電池残量、各種センサの情報など
            ...

# 自身の姿勢を推定するクラス
class PhysicalStateUpdater:
    async def run(self):
         # 一定周期でループさせるfor文(25Hz)
        async for _ in trio_util.periodic(1/25):
            # Pollerで集めた各種センサ情報を元に自身の姿勢を推定する
            ...