2.3 Hierarchical  activity analysis 

The  activity  analysis  method  of  the  CDM  is  a  systematic  procedure  to  produce  refined  user  requirements  suitable  for  further  system  and  subsystem analysis.  From the  analysis of the  process  to  be  automated,  a  hierarchical  description  of  robot  system activities to be performed  is  obtained.  The  CDM  proposes  a  three-layer  hierarchy  of 

activities: 

•  The  very  top  level,  robotic  missious,  represents  the  highest  level  of  activity  for  which  a  robot system  is  responsible  (e.g.  "SERVICE  a  life  science experiment",  "REPAIR a  satellite"). 

•  Each  mission  can  be  decomposed  into  tasks,  defined as  the  highest  level  of activity performed  on  a  single  subject  (e.g.,  "OPEN  a  door",  "INSTALL  a  sample  in  a  processing  furnace",  "POLISH a  surface", "WELD a  seam"). 

•  Finally,  each  task  can  be  decomposed  into  actions  (e.g.,  "GRIP  a  sample  container",  "DISPLACE  tool  to  a  position",  "MOVE  the  container to  the  freezer",  "INSERT the  container  in  the  port",  "SLIDE  a  drawer",  "RUB  along  a  path  on  a  surface",  "FOLLOW  a  seam",  "TRACK a  part on a  conveyor"). 

For  each  action,  a  realization  with  a  particular  control  concept  can  be  established  (e.g.,  free  continuous  path  control  for  MOVE,  or  impedance  control  for  INSERT  and  SLIDE)  such  that  there  are  well-defined criteria  for  identifying actions  within  a  task. 

The  CDM  offers  a  "catalog"  of frequently  occurring  tasks  and  actions,  together  with  templates  on  which  action attributes should be  defined. As an  example,  a  template  for  the  RUB  action  in  a  polishing  application  is  reported in  Section 3. 

2.4 Functional requirements  analysis 

For  control  system  requirements  analysis,  the  key  concept  is  to  start  with  a  purely functional  analysis.  Nor  It  Even  the  most  perse  applications  use  the  same  fundamental  control  functions,  but  in  possibly  quite  different  realizations. 

The  control  functions  are  cast  in  the  same  overall  structure  as  the  activities,  namely  a  three-layer  hierarchy  responsible  for  achieving  robot  missions,  tasks,  and  actions,  and  a  general  framework  (logical  model)  for  robot  control  functions,  called  the  functional  reference  model  (FRM)  is  defined.  The  top-level view of  the FRM is  shown in Fig.  2.