La robotteknologi er et ekspanderende felt. Flere og flere kunstig intelligens og robotter erstatter flere menneskers arbejde. De er nutiden og fremtiden, så det er vigtigt at uddanne sig inden for denne type felter for at vide, hvordan de fungerer, og hvilke værktøjer og systemer du har til din rådighed til dine robotprojekter. Og i denne artikel vil du se hvad er ROS og alt hvad du behøver at vide om det.
Hvad er ROS?
ROS står for Robot Operating System, eller robotoperativsystem. Det er en middleware til robotteknologi, det vil sige en samling af rammer, der skal lette udviklingen af software til robotter. I øjeblikket er det meget brugt i velkendte robotter, da det er et af de bedste værktøjer, der er tilgængelige i dag, helt gratis, skrevet i C og Python og under en BSD open source-licens.
ROS blev oprindeligt udviklet i 2007 inden for Stanford Artificial Intelligence Laboratory, og under kodenavnet Switchyard. I første omgang ville det være til STAIR2 robotprojektet. Herefter blev det besluttet at åbne.
Et spørgsmål som mange ofte bliver stillet er, hvis det ikke er et styresystem, hvorfor hedder det så det? Nå, selvom det er en suite af biblioteker til udvikling, er sandheden, at det giver nogle af de væsentlige funktioner i et OS, såsom et abstraktionslag af hardwaren, så udviklerne kun bekymrer sig om softwaren, styring af robottens forskellige komponenter på lavt niveau, kapacitet til styring og kommunikation af processer, vedligeholdelse af pakker mv.
Biblioteket er gearet til UNIX systemer, ligesom Linux (i flere distros, selvom den bedste support er til Ubuntu) og macOS, selvom det også virker i andre operativsystemer såsom Microsoft Windows.
Det er også vigtigt at skelne mellem dele fra ROS:
- Rose: er den del, der fungerer som operativsystemet, basen. Dette er den BSD-licenserede softwaredel. Dette omfatter hovedkoordinationsnoden, datastrømme (billeder, stereo, laser, kontrol, aktuatorer, kontakt, ...), informationsmultipleksing, oprettelse og ødelæggelse af knudepunkter, login mv.
- ros-pkg: er pakken af pakker, der er oprettet af brugere, og som implementerer funktionaliteter såsom planlægning, perception, simulering, kortlægning, placering osv. Disse andre komponenter er licenseret i en bred vifte af licenser.
den værktøj medfølger i ROS er de:
- rviz: til simulering og 3D-visualisering.
- rosbag: for at optage og afspille kommunikationsmeddelelser.
- catkin- Byg værktøj, baseret på CMake.
- rosbash- Pakke med værktøjer til at udvide funktionaliteten af bash-skallen.
- roslaunch: for at køre ROS-noder lokalt eller eksternt.
ROS applikationer
ROS er et projekt i konstant udvikling, og hver gang kan det bruges til flere applikationer inden for AI og robotteknologi, og hver gang gør sit arbejde bedre:
- Kunstige perceptionssystemer.
- Identifikation af objekter og kunstigt syn.
- Ansigtsgenkendelse, gestusgenkendelse mv.
- Objektsporing.
- Visuel odometri.
- Forståelse af bevægelser.
- Stereovision.
- Robotmobilitet.
- Kontrollere.
- Planlægning.
- Gribende genstande.
- Samordning.
- Afprøvning.
- Osv
Eksempler på robotter, der bruger ROS
Der er mange, og det ville være svært at liste dem alle sammen, da ROS nærmest er blevet en "standard" for mange af dem. Men nogle af den mest kendte lyd:
- PR1: personlig robot udviklet af Ken Salisbury-laboratoriet i Stanford.
- PR2: personlig robot, der udvikles af Willow Garage.
- Baxter: robot fra Rethink Robotics, Inc.
- Shadow's Robot: en robothånd fra Shadow Robot-virksomheden i samarbejde med Pierre og Marie Curie Universitetet i Paris og Carlos III Universitetet i Madrid. Udviklet inden for en europæisk ramme.
- HERB: oprettet i CMU inden for Intel-koncernens personlige robotprogram.
- Aldebaran Nao- En humanoid robot skabt af Humanoid Robots Labs og University of Freiburg.
- Husky UGV: et jordkøretøj og open source.
Hvorfor skal du lære med ROS?
Robotter er komplekse systemer, og robotteknologi er svær at forstå. Dog at have værktøjer som f.eks ROS gør det meget nemmere at udvikle fra bunden, fremskynde oprettelsen af dine egne projekter på meget kortere tid og uden så meget viden, som hvis du ikke havde det.
Med andre ord er fordelene ved ROS at lette vejen for udviklere med et væld af gratis og open source tilføjelser, så du har alt, hvad du har brug for. Derudover vil du lære mere end robotteknologi, også elektronik, mekanik og programmering:
- Brug sprog som C++ og Python til at udvikle apps.
- Administration af netværk og systemer til at installere og vedligeholde ROS.
- Grundlæggende robotteknologiske begreber som mapping, AI, lokalisering, invers kinematik osv., at kunne bringe sensorer, aktuatorer, controllere osv. i kontakt.
Uanset robot kompleksitet, med ROS er alt meget enklere. Den er heller ikke begrænset til én type robot, den kan tjene fra kæledyrsrobotter, til humanoide robotter, gennem robotarme til industrien ...
Mere information om ROS - Officiel hjemmeside