El objetivo general de esta investigación es contribuir al mejoramiento de los procesos de desarrollo de software de los sistemas robóticos, a través del análisis del paradigma de desarrollo MDD aplicando los estándares definidos por la OMG para el modelado de estos sistemas y complementado con componentes (CBD) y la arquitectura orientada a servicios (SOA).Eje: Ingeniería de SoftwareRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

De Vincenzi, Marcelo

Giandini, Roxana Silvia

Neil, Carlos

Pons, Claudia

Pérez, Gabriela

Spanish

SEDICI - Repositorio de la UNLP

Ingeniería de Software Dirigida por Modelos aplicada a 
sistemas robóticos usando los estándares de la OMG 
 
 
 Claudia Pons, Gabriela Pérez, Carlos Neil, Roxana Giandini, Marcelo de 
Vincenzi 
 
CIC, Universidad Abierta Interamericana (UAI) y Facultad de Informática de la 
UNLP 
Buenos Aires, Argentina 
 
 
 
 
Resumen 
El objetivo general de esta investigación es 
contribuir al mejoramiento de los procesos 
de desarrolo de software de los sistemas 
robóticos, a través del análisis del paradigma 
de desarrolo MDD aplicando los estándares 
definidos por la OMG para el modelado de 
estos sistemas y complementado con 
componentes (CBD) y la arquitectura 
orientada a servicios (SOA). 
 
Palabras clave: sistemas robóticos, 
ingeniería de software, desarrolo dirigido 
por modelos, estándares de la OMG. 
 
 
1. CONTEXTO 
Los sistemas robóticos (RSS Robotic Software 
Systems) desempeñan un papel cada vez más 
importante en nuestra vida cotidiana. La 
necesidad de sistemas robóticos en todos los 
entornos (industriales, educativos) aumenta 
y sus requisitos se vuelven más exigentes. 
Están hechos de diferentes componentes y 
sensores, lo que resulta en una arquitectura 
muy compleja y altamente variable. 
Actualmente, la mayoría de los sistemas de 
software de robótica se basan todavía en 
software propietario y están estrechamente 
ligados  al  hardware  específico, las 
plataformas  de  procesamiento  o la 
infraestructura  de comunicación.  En 
consecuencia, estos robots solo pueden ser 
armados, configurados y programados por 
expertos. Los  enfoques tradicionales 
utilizados en el proceso de desarrolo de este 
tipo  de sistemas  están  basados 
principalmente en codificar las aplicaciones 
sin ningún tipo de técnica de modelado. Y, 
aunque estas aplicaciones se utilizan en 
diferentes sistemas robóticos, se pueden 
identificar algunos problemas. Entre elos, 
vale la pena mencionar que no hay 
documentación clara sobre las decisiones de 
diseño que se toman durante la fase de 
codificación, por lo que se dificultan tanto la 
evolución como el mantenimiento de estos 
sistemas. Además, al utilizar lenguajes de 
programación específicos perdemos la 
posibilidad de generalizar conceptos que 
pueden ser extraídos, reutilizados y aplicados 
en otros sistemas, lo que nos permitiría 
evitarnos recodificar todo desde cero cuando 
se lo necesite. 
Por otro lado, a medida que los sistemas 
robóticos crecen para ser cada vez más 
complejos, la necesidad de aplicar los 
principios de ingeniería de software para su 
proceso de desarrolo se convierte en un reto 
obligatorio en estos días. 
Desde esta perspectiva, se acepta el hecho 
de establecer nuevos enfoques para 
satisfacer las necesidades del proceso de 
desarrolo de sistemas robóticos tan 
complejos como los de hoy. El desarrolo 
basado en componentes (component-based 
development o CDB), la arquitectura 
orientada a servicios (Service-oriented 
architecture o SOA) [5], así como la 
Ingeniería de software dirigida por modelos 
(MDE), y el modelado específico de dominio 
(DSM) son algunas de las tecnologías más 
prometedoras en el dominio de los sistemas 
robóticos. 
Actualmente se promueve la integración de 
los componentes de los sistemas robóticos a 
través de la adopción de estándares de la 
OMG [1, 11]. Se han lanzado cuatro 
especificaciones: para la interacción en los 
sistemas robóticos (Robotic Interaction 
Service – ROIs) [3], para la localización de los 
sistemas robóticos (Robotic Localization 
Service - RLS), para el modelado de los 
componentes (Robotic  Technology 
Component - RTC) [2] y para el despliegue 
dinámico y su configuración (Dynamic 
Deployment and Configuration for Robotic 
Technology Component - DDC4RTC). 
Es en este contexto en el que el Desarrolo 
Dirigido por Modelos (MDD, Model Driven 
Development)[7, 8, 9] aparece como una 
alternativa viable para aplicar técnicas de 
ingeniería de software en el desarrolo de 
este tipo de sistemas. Su uso logra un nivel 
de abstracción superior, permitiendo utilizar 
los estándares propuestos para robótica, y 
así obtener ventajas como generalidad, 
reutilización, claridad, expresividad. Estas 
son todas cualidades inherentes a un 
proceso de creación de software eficiente y 
eficaz. 
 
 
2. OBJECTIVOS,  HIPÓTESIS  Y 
RESULTADOS ESPERADOS 
El objetivo general de esta investigación es 
contribuir al mejoramiento de los procesos 
de desarrolo de software de los sistemas 
robóticos, a través del análisis del paradigma 
de desarrolo MDD aplicando los estándares 
definidos por la OMG para el modelado de 
estos sistemas y complementado con 
componentes (CBD) y la arquitectura 
orientada a servicios (SOA). 
 
 
3. LINEAS DE INVESTIGACIÓN  
Para cumplir con el objetivo detalado 
anteriormente se desarrolan los siguientes 
temas: 
 
− Modelos y Lenguajes de modelado 
− Transformación de modelos 
− Herramientas  automáticas  para 
transformación de modelos 
− Técnicas  de  desarrolo  de 
componentes (CBD) 
− Arquitectura orientada a servicios 
(SOA). 
− Lenguajes estándar definidos por la 
OMG para los sistemas robóticos, 
como RTC, ROIs 
− Fundamentos teóricos para la 
composición de transformaciones. 
 
 
4. PROPUESTA 
 Este trabajo tiene como objetivo general 
estudiar los sistemas robóticos y cómo 
aplicar técnicas de ingeniería de software 
para desarrolarlos. Este objetivo está siendo 
abordado a través de los siguientes sub-
objetivos: 
 
_ Estudiar las propuestas de la OMG para el 
modelado de sistemas robóticos, y 
analizar como pueden ser aplicadas en el 
desarrolo de los sistemas robóticos. 
_ Analizar las interrelaciones entre los 
distintos estándares. 
_ Analizar cómo pueden ser integrados los 
paradigmas SOA y CBD con lo propuesto 
por la OMG 
_ Estudiar como los modelos realizados en 
dichos  estándares  pueden ser 
transformados para crear otros modelos, y 
eventualmente, crear código. 
 
 
5. METODOLOGÍA  DE 
INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO 
PROPUESTA 
 A partir del estudio de los sistemas robóticos 
actuales, se observa que son artesanales, y 
que su  desarrolo  esta  basado 
principalmente en el código. A pesar de que 
existen propuestas para el modelado de los 
sistemas robóticos, aun no se aplican y 
tampoco cubren la posibilidad de la 
integración de dichas propuestas. 
Nuestra hipótesis de trabajo consiste en la 
posibilidad de integrar los estándares con 
otras técnicas de ingeniería de software para 
poder aplicar MDD en el desarrolo de los 
sistemas robóticos.  
Respecto a los lenguajes de modelado y 
transformación nos basaremos en los 
estándares de la OMG, en particular MOF [6], 
UML, OCL y QVT[10]. 
Finalmente, todos nuestros resultados 
teóricos serán plasmados en herramientas 
de desarrolo de software de código abierto, 
preferentemente sobre la plataforma Eclipse 
[15]. 
 
  
6. ESQUEMA DE PLAN DE TRABAJO 
C/ACTIVIDADES 
 
El proyecto viene desarrolándose a través de 
las siguientes actividades: 
 
_ Estudio de los lenguajes estándares para 
modelado de sistemas robóticos 
_ Estudio del estándar como base para el 
modelado de software, en particular MOF 
(Meta Object Facilities), RTC (Robotic 
Technology Component), ROIs (Robotic 
Interaction Service), DDC4RTC (Dynamic 
Deployment and Configuration for Robotic 
Technology Component), RLS (Robotic 
Localization Service). 
_ Estudio del estándar para modelado de 
servicios SOA. 
_ Analizar las relaciones entre dichos 
estándares y como se complementan para 
ser utilizados en el proceso de desarrolo. 
_ Analizar mecanismos de transformación 
entre modelos 
_ Plasmar lo analizado en herramientas de 
desarrolo de software de código abierto 
_ Evaluación de la propuesta mediante la 
aplicación de la misma en proyectos 
reales. 
 
 
7. FORMACIÓN  DE  RECURSOS 
HUMANOS Y RESULTADOS 
El equipo está integrado por cinco 
investigadores senior, provenientes de 2 
universidades (UNLP y UAI), quienes 
combinan sus conocimientos en robótica e 
ingeniería de software. El resto del equipo 
está integrado por estudiantes de pregrado y 
postgrado. En el contexto de este proyecto 
se están desarrolando 5 tesis de licenciatura 
en Informática, 5 tesis de Maestría en TI y 5 
tesis doctorales (1 financiada por CONICET y 
1 por el programa DoctorAR). Se trabaja 
además en colaboración con la Universidad 
de Viena a través de un convenio bi-lateral 
financiado por el Mincyt [16]. Los resultados 
preliminares del proyecto se han publicado en 
[17], [18], [19] , [20] y [21]. 
 
8. REFERENCIAS 
1. OMG Robotics-DTF - Object 
Management Group - 
http://robotics.omg.org/ (consultado en 
2015) 
2. Documento de especificación RTC 1.0 
- Object Management Group - 
http://www.omg.org/spec/RTC/1.0/ 
(consultado en 2015) 
3. Documento de especificación 
Robotic Interaction Service (RoIS) – OMG - 
http://www.omg.org/spec/RoIS/ 
(consultado en 2015) 
4. Robotic Localization Service (RLS) – 
OMG - http://www.omg.org/spec/RLS/ 
5. Documento de especificación SOA – 
OMG - 
http://www.omg.org/technology/readingroo
m/SOA.htm (consultado en 2015). 
6. Documento de especificación OMG's 
MetaObject Facility (MOF) Home Page - 
http://www.omg.org/mof/ 
7. Stahl, M Voelter. Model Driven 
Software Development. John Wiley, 
ISBN 0470025700. 
8. Kleppe, Anneke G. and Warmer Jos, 
and Bast, Wim. MDA Explained: The Model 
Driven Architecture: Practice and Promise. 
Addison-Wesley Longman Publishing Co., 
Inc., Boston, MA, USA, 2003. 
9. Object Management Group, MDA 
Guide, v1.0.1, omg/03-06-01 (2003). 
10. MOF 2.0 
Query/View/Transformations - OMG 
Adopted Specification. March 2005. 
http://www.omg.org. 
11. Object Management Group (OMG) 
http://www.omg.org 
12. Ledeczi, A., Bakay, A., Maroti, M., 
Volgyesi, P., Nordstrom, G., Sprinkle, J., 
Karsai, G. Composing Domain-Specific Design 
Environments. IEEE Computer 34 (2001) 
13. Kleppe, Anneke. MCC: A Model 
Transformation Environment. A. Rensink and 
J. Warmer (Eds.): ECMDA-FA 2006, LNCS 
4066, pp. 173 – 187, Spain, June 2006. 
14. Atlas Model Weaver Project Web 
Page. htp://www.eclipse.org/gmt/amw/, 
2005. 
15. Proyecto Eclipse - 
https://eclipse.org/ (consultado en 2015). 
16. Project Title: “Adoxx Meta-Model 
Compiler. Modeling Methods for Robotic 
Systems”. Programa de Cooperación 
Científico-Tecnológica entre el Ministerio de 
Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva 
de la República Argentina (MINCyT) y el 
Ministerio de Ciencia e Investigación de la 
República de Austria (BMWF). 
17. C. Pons, G. Pérez, R. Giandini, G. 
Baum . A Model-Driven Approach to 
Constructing Robotic Systems. Journal of 
Computer Science & Technology. Vol. 14 - 
No. 1 – April 2014 - ISSN 1666-6038. 
18. Jerónimo Irazábal and Claudia Pons. 
Metamodel independence in Domain Specific 
Modeling Languages. "Communications in 
Computer and Information Science CCIS 
Series” vol.411, “Software and Data 
Technology” pp.140-154, ISBN 978-3-642-
45403-5. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 
(2013). 
19. Omar Martinez Grassi, Claudia Pons, 
Gabriel Baum. Variable-Based Analysis for 
Traceability in QVT-R Model 
Transformations. CIbSE - SET 2015 (CIbSE -
Software Engineering Track). XVII 
Conferencia Iberoamericana en "Software 
Engineering", CIbSE 2015. Perú. April 2015. 
20. Gabriela Pérez, Jerónimo Irazábal, 
Claudia Pons y Roxana Giandini. Applying 
MDE tools to defining domain specific 
languages for model management. SADIO 
Electronic Journal of Informatics and 
Operations Research. ISSN 1514-6774 vol. 
12, no. 1 (Sept 2013). 
21. A systematic review of applying 
modern software engineering techniques to 
developing robotic systems. Claudia Pons, 
Roxana Giandini, Gabriela Arévalo. Vol. 32 
No. 1 de 2012. Revista Ingeniería e 
Investigación. Tri-annual ISSN: 0120-5609. 
Indexada en el ISI. 


Ingeniería de software dirigida por modelos aplicada a sistemas robóticos usando los estándares de la OMG

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