ROS Node (Topic, Service, Action)통신방식 - eli 5질문 /

 ROS Node (Topic, Service, Action)통신방식: - 

ROS(Robot Operating System)의 통신 방식을 5살 아이에게 설명하듯이 쉽게 풀어보겠습니다!

ROS를 우체국으로 생각해보세요 📮

ROS는 로봇의 여러 부분들이 서로 대화할 수 있게 해주는 우체국 같은 시스템입니다.

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1. Topic (토픽) - 방송국 📻

"라디오 방송"처럼 생각해보세요!

• 방송국(Publisher): 뉴스를 계속 방송합니다
• 청취자(Subscriber): 원하는 채널에 맞춰서 듣습니다
• 특징: 방송국은 누가 듣는지 모르고, 그냥 계속 방송해요

예시:

• 로봇의 카메라가 "여기 장애물 있어요!" 하고 계속 방송
• 움직임 담당 부분이 그 방송을 듣고 "아, 피해가야겠네!"

카메라 → [장애물 정보] → 움직임 제어
센서 → [온도 데이터] → 화면 표시

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2. Service (서비스) - 전화 통화 ☎️

"전화로 질문하고 답받기"같아요!

• 질문자(Client): "지금 몇 시야?" 라고 전화해서 물어봄
• 답변자(Server): "3시 30분이야!" 라고 정확히 답해줌
• 특징: 질문하면 반드시 답이 와야 해요. 일회성이에요.

예시:

• 로봇: "현재 배터리 몇 퍼센트야?"
• 배터리 관리자: "75%야!"
• 로봇: "고마워!" (통화 끝)

로봇 → "배터리 상태?" → 배터리 시스템
로봇 ← "75% 남음" ← 배터리 시스템

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3. Action (액션) - 택배 주문 📦

"택배 주문하고 배송 추적하기"같아요!

• 주문자(Client): "이 물건을 저기로 옮겨줘" 라고 주문
• 배송자(Server): 일을 시작하고 중간중간 "지금 50% 했어요" 라고 알려줌
• 특징: 시간이 오래 걸리는 일이고, 중간에 취소도 가능해요

예시:

• 로봇에게 "거실에서 부엌으로 가줘" 명령
• 로봇이 가면서 계속 알려줌: "10% 완료", "50% 완료", "도착!"
• 중간에 "그만해!" 하면 멈출 수 있어요

명령: "거실→부엌 이동"
진행상황: 10% → 30% → 70% → 100% 완료!
(중간에 취소 가능)

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언제 뭘 사용할까요? 🤔

Topic 사용:

• 센서 데이터 (온도, 거리 등)
• 계속 업데이트되는 정보
• "방송"하듯 여러곳에 알려야 할 때

Service 사용:

• 간단한 질문-답변
• 즉시 결과가 나오는 작업
• "지금 상태가 어때?" 같은 질문

Action 사용:

• 시간이 오래 걸리는 작업
• 진행상황을 알고 싶은 일
• 중간에 멈출 수 있어야 하는 일

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쉽게 기억하는 방법:

• Topic = 라디오 📻 (계속 방송)
• Service = 전화 ☎️ (질문하고 답받기)
• Action = 택배 📦 (주문하고 배송추적)

이렇게 세 가지 방식으로 로봇의 여러 부분들이 서로 협력해서 일을 처리하는 거예요!

ROS 2 노드간 데이터 통신을 5살 아이에게 설명하듯이 쉽게 풀어보겠습니다!

ROS 2를 놀이터로 생각해보세요! 🏰

ROS 2에서 각 노드는 놀이터에서 노는 친구들 같아요. 친구들이 서로 대화하는 방법들을 알아볼까요?

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1. Topic Communication - 확성기 📢

"놀이터에서 확성기로 외치기"같아요!

• 외치는 친구(Publisher): "지금 비가 와요!" 하고 큰 소리로 외쳐요
• 듣는 친구들(Subscribers): 관심 있는 친구들만 들어요
• 특징: 누가 듣는지 몰라도 계속 외쳐요. 일방통행이에요!

예시:

카메라 노드: "빨간 공을 봤어요!" (계속 외침)
   ↓
로봇팔 노드: "아, 빨간 공이구나!" (듣고 반응)
화면 노드: "빨간 공 표시해야지!" (듣고 반응)

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2. Service Communication - 질문하고 답하기 🙋‍♀️

"친구에게 직접 질문하기"같아요!

• 질문하는 친구(Client): "지금 시간이 몇 시야?" 라고 물어봐요
• 답하는 친구(Server): "3시야!" 라고 정확히 답해줘요
• 특징: 질문하면 답이 올 때까지 기다려요. 일대일 대화!

예시:

내비게이션 노드: "목표지점까지 경로 계산해줘!"
     ↓
경로계획 노드: "계산 중..."
     ↓
경로계획 노드: "여기로 가세요!" (경로 정보 전달)

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3. Action Communication - 심부름 맡기기 📦

"친구에게 오래 걸리는 심부름 부탁하기"같아요!

• 부탁하는 친구(Client): "저기 공 가져다줘!" 라고 부탁
• 심부름하는 친구(Server): "알겠어! 지금 50% 했어!" 중간중간 알려줌
• 특징: 시간이 오래 걸리고, 중간에 "그만해도 돼!" 할 수 있어요

예시:

명령: "부엌까지 물병 가져와줘!"
로봇: "출발!" → "30% 완료" → "물병 찾았어!" → "70% 완료" → "도착!"
(중간에 "취소!" 하면 멈춤)

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ROS 2만의 특별한 점들! ✨

1. QoS (Quality of Service) - 메시지 배달 방식 📬

택배 배달 방식 선택하기 같아요!

• RELIABLE: "중요한 선물이니까 꼭 전달해줘!" (등기우편)
• BEST_EFFORT: "전달되면 좋고 안되면 말고~" (일반우편)
• DURABILITY: "늦게 온 친구도 볼 수 있게 게시판에 붙여둬!" (게시판)

2. DDS 미들웨어 - 우체국 시스템 🏢

놀이터에 우체국이 생긴 것 같아요!

• 친구들끼리 편지를 더 안전하고 빠르게 주고받을 수 있어요
• 먼 곳에 있는 친구들과도 대화할 수 있어요 (네트워크를 통해)
• 여러 우체국(다른 컴퓨터)과도 연결돼요!

3. Discovery - 새 친구 찾기 🔍

놀이터에 새 친구가 오면 자동으로 알아차려요!

새 노드: "안녕! 나는 카메라야!"
다른 노드들: "어? 새 친구네! 반가워!"
자동으로 친구 등록 완료! 🤝

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언제 뭘 사용할까요? 🤔

Topic 사용 📻:

• 센서 데이터 (온도, 거리측정 등)
• 계속 업데이트되는 정보
• 여러 노드가 같은 정보를 필요로 할 때

Service 사용 ☎️:

• 간단한 계산 요청
• 현재 상태 확인
• 즉시 답이 나오는 일

Action 사용 ⏰:

• 로봇 이동하기
• 물건 집기
• 시간이 오래 걸리는 복잡한 작업

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쉽게 기억하기! 🧠

놀이터 친구들 대화법:

• Topic = 확성기 📢 (모두에게 알리기)
• Service = 질문-답변 🙋‍♀️ (일대일 대화)
• Action = 심부름 📦 (오래 걸리는 일 맡기기)

ROS 2 특별함:

• 더 안전한 우체국 시스템 (DDS)
• 배달 방식 선택 가능 (QoS)
• 새 친구 자동 발견 (Discovery)

이렇게 ROS 2의 노드들이 서로 협력해서 로봇을 똑똑하게 만드는 거예요! 🤖✨

§ ROS 패키지 목록

• https://index.ros.org/packages/

§ ROS 기반 로봇 패키지

• https://robots.ros.org/

§ ROS 센서 패키지

• https://wiki.ros.org/Sensors

§ ROS 모터 패키지

• https://wiki.ros.org/Motor%20Controller%20Drivers