機器人作業系統的發展狀況和未來優化 | 2016 高工年會

機器人技術其實是一個軟體問題，而不是一個硬體問題。

Google早期的研發者Scott Hassan曾經說了上面的這句話，雖然很多硬體從業者不一定同意，但不可否認的是軟體也是機器人中非常重要的內容。在昨天的2016高工機器人年會上，湯尼機器人創始人王濱海進行了一次《作業系統讓機器人大腦更聰明》的演講，對機器人系統進行了簡單的介紹。以下是王濱海的演講精要摘編。

什麼是機器人作業系統？

狹義的機器人作業系統只是對機器人的驅動、控制的軟體架構，是軟體上的一些驅動模組，也可以稱之為軟體中介軟體。

那麼它解決什麼問題呢？簡單來說它給我們提供了底層的進程管理、消息管理、編譯管理、指令管理。在這個基礎上開發者就可以做各種各樣的功能模組，大部分是UTC，也就是使用者產生的內容對整個機器人社區提供大量的開源支援。

在這個領域，我們會發現，在機器人作業系統中，底層的從業人員大部分都是做電腦的，而上面做應用的主要是機器人工程領域，這裡有一條很明確的分界線。

機器人作業系統領域的發展狀況

日本很早就在國家戰略層面提出了機器人作業系統的事情，在日本的先進技術部門引導下，他們也形成了Open Robot的平臺。義大利也是YARP的開源系統來提供全新的開發環境。美國的投入更大，包括鼎鼎大名的微軟的開發平臺ROBOTIES、Player Stage以及最知名的ROS系統。ROS是從斯坦福大學實驗室走出去的機器人作業系統，目前正被很多大學和企業使用。在上述這些系統中，可能只有ROS被大家所知道、瞭解，其他都不是太清楚，其原因可能是商業模式註定了不同的開發平臺未來的發展趨勢。

ROS採用了BSD開發架構，開發任何一個部件都可以商業化，除了微軟是不開源，其他的開源平臺的License都是這樣的，這就阻礙了作為商業平臺發展的趨勢。

MIT曾經對機器人作業系統進行評價，說30年前，DOS引爆個人電腦，在30年之後，機器人作業系統的出現會對機器人技術是個很大的推進，正如DOS在30年前所做的事情一樣，使得能夠用很簡短的代碼實現機器人的功能。目前ROS是大家評價的在機器人領域的事實標準。

在做這個報告之前，很多人問我一個事情，目前這個ROS作業系統的使用者會有多少？在今年的ROS大會上我和他們的負責人做了很多交流，拿到一個資料，目前在使用作業系統做開發的人員使用者超過35萬。這是一個非常大的資料。另外它提供的功能，包括移動平臺控制、視覺控制，下載量超過了850萬次。這僅僅是2016年1-7月份的資料。

在這個平臺上還衍生了很多的分支，最大的分支是ROS-A和ROS-DOS。工業領域有很多用戶已經開始使用這個平臺來構建他們的工業機器人。而在農業機器人領域，也有很多企業使用作業系統作為開發平臺。我們在2015年收購了幾家開發農業機器人的企業。我看到的至少不下於十種的農業機器人的操作框架是這個形式的。

還有針對無人機方面的。在無人機方面，有兩個不對外開放的分支。其中一個是軍用領域，我們猜測軍用機器人採用的是作業系統框架。另外一個我們比較驚訝和超出我們預知的是，在DOE能源領域也使用了這個框架，我們不知道如何應用的，我們不知道他們裡面什麼狀況。

說到工業領域，有一個這樣的統計資料，大概35%是系統集成商，25%是做OEM的基礎，來給一些本體廠商和系統集成商做OEM。還有40%主要用在科研和政府方面，一共加起來有60%是商業化應用。在這個領域，很多巨頭們都已經投入進去了，比如ABB、寶馬。如果我們去看寶馬的官網，會發現ABB有幾款工業機器人支援這樣的介面，給它做控制，也是給系統集成商一個很好的平臺去做這樣的集成事情。

作業系統未來需要優化ROS

未來機器人有幾部分是很重要的，包括它的AI、視覺、聽覺和語言、行為。我記得去年高工年會的時候，許揚生院士提到了機器人三大元素：運動、感知、認知，這裡面就包括PC三個部分。

原有的ROS系統只解決了運動的問題，對運動的控制，未來的機器人還需要包括語言、視覺、聽覺。所以我們需要一個廣義的作業系統，需要驅動本體，增加AI，把語言能力和視覺能力能夠提升上去，這是它未來的發展方向。

目前我們做的事情，第一是把機器人按整個層進行劃分。包括部件驅動、環境感知、行為管理、資料傳輸等等。在這個基礎上，我們做了一個RoboWare，為大家提供比較好的開發環境，機器人可視控制、模擬、資料傳輸和深度學習。我們主要針對機器人企業以及開發人員，這是我們主要的客戶定位。

我們所提供的價值，總結為三提升三降低。提升了開發品質、開效率、可一致性，降低開發門檻、開發週期和開發成本。

這是目前能支撐的硬體，包括底盤、導航，以及資料傳輸在軟體上的服務。未來的構想是把它作為一個內核，作為中介軟體的作用，把核心的演算法，在資料傳輸和交互方面都融入進去。

未來要像Windows優化DOS或優秀手機廠商優化Android一樣，讓ROS也變成一個優秀的機器人作業系統。