ROS: operační systém pro robotiku

La robotika je expandující obor. Stále více AI a robotů nahrazuje práci více lidí. Jsou přítomností a budoucností, takže je důležité se v těchto typech oborů vzdělávat, abyste věděli, jak fungují a jaké nástroje a systémy máte pro své robotické projekty k dispozici. A v tomto článku to uvidíte co je ROS a vše, co o něm potřebujete vědět.

Co je ROS?

ROS je zkratka pro Robot Operating Systemnebo operační systém robota. Jedná se o middleware pro robotiku, tedy sbírku rámců určených k usnadnění vývoje softwaru pro roboty. V současné době je široce používán u známých robotů, je jedním z nejlepších dostupných nástrojů současnosti, zcela zdarma, napsaný v C a Pythonu a pod BSD open source licencí.

ROS byl původně vyvinut v roce 2007 v rámci Stanfordská laboratoř umělé inteligencea pod kódovým označením Switchyard. Zpočátku by to bylo pro projekt robota STAIR2. Poté bylo rozhodnuto o otevření.

Otázka, kterou si mnozí často kladou, je, pokud se nejedná o operační systém, proč se tak nazývá? I když se jedná o sadu knihoven pro vývoj, pravdou je, že některé z nich poskytuje základní funkce OS, jako je abstraktní vrstva hardwaru, takže se vývojáři starají pouze o software, ovládání různých komponent robota na nízké úrovni, kapacita pro řízení a komunikaci procesů, údržba balíčků atd.

Knihovna je zaměřena na UNIXové systémy, jako je Linux (ve více distribucích, i když nejlepší podpora je pro Ubuntu) a macOS, i když funguje i v jiných operačních systémech, jako je Microsoft Windows.

Je také důležité rozlišovat mezi částí od ROS:

• ros: je část, která funguje jako operační systém, základna. Toto je softwarová část licencovaná BSD. Patří sem hlavní koordinační uzel, datové toky (obrazy, stereo, laser, ovládání, akční členy, kontakt, ...), multiplexování informací, vytváření a rušení uzlů, přihlašování atd.
• ros-bal: je sada balíčků vytvořených uživateli, které implementují funkce, jako je plánování, vnímání, simulace, mapování, umístění atd. Tyto další komponenty jsou licencovány v široké škále licencí.

the nástroje v ceně v ROS jsou to:

• rviz: pro simulaci a 3D vizualizaci.
• rosbag: nahrávání a přehrávání komunikačních zpráv.
• kočička- Nástroj pro sestavení, založený na CMake.
• rosbash- Balíček s nástroji pro rozšíření funkčnosti bash shellu.
• roslaunch: pro spouštění uzlů ROS lokálně nebo vzdáleně.

Projektová dokumentace zde

ROS aplikace

ROS je projekt v neustálém vývoji a pokaždé na něj lze použít více aplikací v oblasti AI a robotiky a pokaždé dělá svou práci lépe:

• Systémy umělého vnímání.
• Identifikace předmětů a umělé vidění.
• Rozpoznávání obličeje, rozpoznávání gest atd.
• Sledování objektů.
• Vizuální odometrie.
• Pochopení pohybů.
• Stereo vidění.
• Mobilita robotů.
• Řízení.
• Plánování.
• Uchopení předmětů.
• Koordinace.
• Testování.
• Atd.

Příklady robotů využívajících ROS

Je jich mnoho a bylo by těžké je všechny vyjmenovat, protože ROS se pro mnohé z nich staly téměř „standardem“. Ale některé z nejznámější Zvuk:

• PR1: osobní robot vyvinutý laboratoří Kena Salisburyho ve Stanfordu.
• PR2: osobní robot, který vyvíjí Willow Garage.
• Baxter:  robot od společnosti Rethink Robotics, Inc.
• Stínův robot: robotická ruka od společnosti Shadow Robot ve spolupráci s Univerzitou Pierra a Marie Curie v Paříži a Univerzitou Carlose III v Madridu. Vyvinuto v evropském rámci.
• BYLINA: vytvořeno v CMU v rámci programu personální robotiky společnosti Intel.
• Aldebaran Nao- Humanoidní robot vytvořený laboratoří Humanoid Robots Labs a Univerzitou ve Freiburgu.
• Husky UGV: pozemní vozidlo a open source.

Proč byste se měli učit s ROS?

Roboti jsou složité systémy a robotice je těžké porozumět. Mít však nástroje jako např ROS usnadňuje vývoj od nuly, urychlení tvorby vlastních projektů za mnohem kratší dobu a bez tolika znalostí, jako kdybyste je neměli.

Jinými slovy, výhodami ROS je usnadnit vývojářům cestu s množstvím bezplatných a open source doplňků, takže budete mít vše, co potřebujete. Kromě toho se naučíte více než robotiku, také elektroniku, mechaniku a programování:

• K vývoji aplikací používejte jazyky jako C++ a Python.
• Správa sítí a systémů pro instalaci a údržbu ROS.
• Základní robotické koncepty, jako je mapování, AI, lokalizace, inverzní kinematika, atd., schopnost uvést senzory, akční členy, ovladače atd. do kontaktu.

Bez ohledu na to složitost robota, s ROS je vše mnohem jednodušší. Ani se neomezuje na jeden typ robota, může sloužit od domácích robotů, přes humanoidní roboty, přes robotická ramena pro průmysl...

Více informací o ROS - oficiální internetové stránky