為什么機(jī)器人開(kāi)發(fā)人員需要升級(jí)

你可能不喜歡在家工作，但機(jī)器人不會(huì)介意。事實(shí)上，機(jī)器人可以在任何地方工作:自動(dòng)駕駛汽車、倉(cāng)庫(kù)、地板吸塵，甚至國(guó)際空間站。你看，機(jī)器人并不挑剔。除了一件事:機(jī)器人真的更喜歡運(yùn)行ROS 2。

ROS 2是什么?“ROS”代表機(jī)器人操作系統(tǒng)，盡管它不是一個(gè)真正的操作系統(tǒng);相反，它是一套幫助開(kāi)發(fā)人員構(gòu)建機(jī)器人應(yīng)用程序的軟件庫(kù)和工具。ROS(1.0)一開(kāi)始更多的是作為一個(gè)學(xué)術(shù)愛(ài)好者的工具，而在2017年發(fā)布的新版本(2.0)更具有企業(yè)風(fēng)格，支持實(shí)時(shí)、多機(jī)器人協(xié)同工作、生產(chǎn)環(huán)境等。雖然它聽(tīng)起來(lái)像是對(duì)一個(gè)古老的(非)操作系統(tǒng)的一個(gè)很酷的升級(jí)，但是ROS 2破壞了許多ROS開(kāi)發(fā)者所依賴的api。

開(kāi)放機(jī)器人公司(Open Robotics)的首席執(zhí)行官布賴恩·格基(Brian Gerkey)在接受IEEE的采訪時(shí)說(shuō)，這是真的，但向ROS 2的飛躍仍然是值得的。開(kāi)放機(jī)器人公司是ROS開(kāi)發(fā)背后的基金會(huì)。機(jī)器人的未來(lái)依賴于它。

如果你對(duì)機(jī)器人技術(shù)很感興趣，你很有可能使用過(guò)ROS 1。有多好?根據(jù)ABI研究公司的數(shù)據(jù)，到2024年，55%的機(jī)器人將運(yùn)行ROS軟件包。成千上萬(wàn)的開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)依賴于ROS，盡管正在構(gòu)建的應(yīng)用程序的性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生了變化。雖然ROS 1的目標(biāo)是學(xué)術(shù)和愛(ài)好者市場(chǎng)(考慮到它來(lái)自斯坦福大學(xué)，這并不奇怪)，但隨著時(shí)間的推移，公司已經(jīng)使用它來(lái)構(gòu)建工業(yè)和其他面向企業(yè)的機(jī)器人應(yīng)用程序。

雖然ROS 1已經(jīng)很好了(而且一直很好)，但由于缺少關(guān)鍵的企業(yè)功能，它不太適合需要多平臺(tái)支持、實(shí)時(shí)通信、多機(jī)器人通信、小型嵌入式設(shè)備功能等的應(yīng)用程序。正如Gerkey在當(dāng)時(shí)的一篇博客文章中所寫的那樣，“ROS有了這么多新用途，這個(gè)平臺(tái)正在以意想不到的方式擴(kuò)展。雖然它保持得很好，但我們相信，通過(guò)直面ROS的新用例，我們可以更好地滿足現(xiàn)在更廣泛的ROS社區(qū)的需求。”

開(kāi)放機(jī)器人技術(shù)和ROS社區(qū)選擇了一條新的道路，而不是對(duì)ROS 1進(jìn)行增量更改。Gerkey在博客中說(shuō):“為了實(shí)現(xiàn)我們所追求的利益，改變現(xiàn)有的ROS系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)太多的風(fēng)險(xiǎn)?！被蛘?，正如他在最近的一次采訪中所說(shuō)的，“ROS 2讓我們能夠修復(fù)那些需要大的結(jié)構(gòu)變化的東西，同時(shí)保留所有好的東西?！比藗?cè)赗OS 1中要求的所有東西，像Windows支持、RTOS支持、生命周期管理、安全性等，都在ROS 2中實(shí)現(xiàn)了?！?/p>

這種方法的缺點(diǎn)是:破碎的api。上行嗎?可以構(gòu)建的全新應(yīng)用程序類。

雖然這聽(tīng)起來(lái)有些不妙，但Gerkey和開(kāi)放機(jī)器人技術(shù)開(kāi)發(fā)倡導(dǎo)者Katherine Scott在IEEE的采訪中解釋說(shuō)，他們已經(jīng)創(chuàng)建了工具來(lái)使其變得簡(jiǎn)單明了，包括允許逐步增量升級(jí)而不是大規(guī)模升級(jí)的機(jī)制。當(dāng)然，對(duì)于那些長(zhǎng)期積累技術(shù)債務(wù)的人來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)型并不簡(jiǎn)單，因?yàn)椤皬?fù)利不是你的朋友，”Gerkey說(shuō)。但無(wú)論開(kāi)發(fā)人員是否升級(jí)到ROS 2，這都是正確的。

同樣，回報(bào)是值得的?！拔覍?duì)ROS 2的興奮遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了對(duì)ROS 1的懷舊，”Gerkey在采訪中說(shuō)。ROS 1已經(jīng)有了一個(gè)偉大的十年，但隨著機(jī)器人走向企業(yè)，想要使用ROS構(gòu)建的公司真的需要接受ROS 2。

當(dāng)然，僅僅因?yàn)镽OS 2支持企業(yè)級(jí)應(yīng)用程序，并不意味著它必須從會(huì)議室的一些套裝開(kāi)始。相反，Gerkey在采訪中繼續(xù)說(shuō)道，仿真軟件的興起使得今天的愛(ài)好者可以建造明天的工業(yè)機(jī)器人:

在過(guò)去，要在機(jī)器人上工作，你需要機(jī)器人就在你面前。現(xiàn)在有了好的軟件模擬，你真的可以在桌子上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，而不是坐在地板上，坐在你的機(jī)器人旁邊。這種轉(zhuǎn)變對(duì)很多事情都有影響，從支持深度學(xué)習(xí)R&D到為教學(xué)和教育開(kāi)辟新的途徑。在我們現(xiàn)在生活的世界里，如果一個(gè)年輕人有一臺(tái)不錯(cuò)的游戲電腦，他們就可以建造自己的無(wú)人機(jī)、移動(dòng)機(jī)器人，甚至是自動(dòng)駕駛汽車，這些都是模擬的，而且是免費(fèi)的?，F(xiàn)在玩《Kerbal Space Program》或《我的世界》的孩子們幾年后上大學(xué)的時(shí)候就可以在模擬環(huán)境中制造自動(dòng)駕駛汽車了。

這些孩子可以用ROS 1制造出很酷，但有一定局限性的機(jī)器人。有了ROS 2，他們就可以真正建立一個(gè)《杰森一家》的未來(lái)，包括自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的工廠等等。