La Η ρομποτική είναι ένα διευρυνόμενο πεδίο. Όλο και περισσότερα AI και ρομπότ αντικαθιστούν την εργασία περισσότερων ανθρώπων. Είναι το παρόν και το μέλλον, επομένως είναι σημαντικό να εκπαιδεύεστε σε αυτούς τους τύπους πεδίων για να γνωρίζετε πώς λειτουργούν και ποια εργαλεία και συστήματα έχετε στη διάθεσή σας για τα ρομποτικά σας έργα. Και, σε αυτό το άρθρο, θα δείτε τι είναι το ROS και όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για αυτό.
Τι είναι το ROS;
Το ROS σημαίνει Robot Operating System, ή λειτουργικό σύστημα ρομπότ. Είναι ένα ενδιάμεσο λογισμικό για ρομποτική, δηλαδή μια συλλογή πλαισίων που προορίζονται να διευκολύνουν την ανάπτυξη λογισμικού για ρομπότ. Επί του παρόντος, χρησιμοποιείται ευρέως σε γνωστά ρομπότ, καθώς είναι ένα από τα καλύτερα διαθέσιμα εργαλεία σήμερα, εντελώς δωρεάν, γραμμένο σε C και Python και με άδεια ανοιχτού κώδικα BSD.
Το ROS αναπτύχθηκε αρχικά το 2007, εντός του Εργαστήριο Τεχνητής Νοημοσύνης του Στάνφορντ, και με την κωδική ονομασία Switchyard. Αρχικά θα ήταν για το έργο ρομπότ STAIR2. Μετά από αυτό, αποφασίστηκε να ανοίξει.
Μια ερώτηση που τίθεται συχνά σε πολλούς είναι, αν δεν είναι λειτουργικό, γιατί λέγεται έτσι; Λοιπόν, αν και είναι μια σουίτα βιβλιοθηκών για ανάπτυξη, η αλήθεια είναι ότι παρέχει μερικά από τα βασικές λειτουργίες ενός ΛΣ, όπως ένα στρώμα αφαίρεσης του υλικού έτσι ώστε οι προγραμματιστές να ανησυχούν μόνο για το λογισμικό, τον έλεγχο των διαφορετικών εξαρτημάτων του ρομπότ σε χαμηλό επίπεδο, την ικανότητα διαχείρισης και επικοινωνίας των διαδικασιών, τη συντήρηση των πακέτων κ.λπ.
Η βιβλιοθήκη είναι προσανατολισμένη προς συστήματα UNIX, όπως το Linux (σε πολλές διανομές, αν και η καλύτερη υποστήριξη είναι για το Ubuntu) και το macOS, αν και λειτουργεί και σε άλλα λειτουργικά συστήματα όπως τα Microsoft Windows.
Είναι επίσης σημαντικό να γίνει διάκριση μεταξύ των μερίδια από ROS:
- Τριαντάφυλλο: είναι το τμήμα που λειτουργεί ως λειτουργικό σύστημα, βάση. Αυτό είναι το εξάρτημα λογισμικού με άδεια χρήσης BSD. Αυτό περιλαμβάνει τον κύριο κόμβο συντονισμού, ροές δεδομένων (εικόνες, στερεοφωνικό, λέιζερ, έλεγχος, ενεργοποιητές, επαφή, ...), πολυπλεξία πληροφοριών, δημιουργία και καταστροφή κόμβων, σύνδεση κ.λπ.
- ros-pkg: είναι η σουίτα πακέτων που δημιουργούνται από χρήστες και που υλοποιούν λειτουργίες όπως σχεδιασμός, αντίληψη, προσομοίωση, χαρτογράφηση, τοποθεσία κ.λπ. Αυτά τα άλλα εξαρτήματα αδειοδοτούνται σε μια μεγάλη ποικιλία αδειών χρήσης.
ο εργαλεία που περιλαμβάνονται στο ROS είναι:
- rviz: για προσομοίωση και τρισδιάστατη απεικόνιση.
- rosbag: για εγγραφή και αναπαραγωγή μηνυμάτων επικοινωνίας.
- ίουλος- Εργαλείο κατασκευής, βασισμένο στο CMake.
- rosbash- Πακέτο με εργαλεία για επέκταση της λειτουργικότητας του κελύφους bash.
- Roslaunch: για εκτέλεση κόμβων ROS τοπικά ή απομακρυσμένα.
Εφαρμογές ROS
Το ROS είναι ένα έργο σε συνεχή ανάπτυξη και κάθε φορά μπορεί να χρησιμοποιηθεί περισσότερες εφαρμογές στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης και της ρομποτικής, και κάθε φορά κάνει τη δουλειά του καλύτερα:
- Συστήματα τεχνητής αντίληψης.
- Αναγνώριση αντικειμένων και τεχνητή όραση.
- Αναγνώριση προσώπου, αναγνώριση χειρονομιών κ.λπ.
- Παρακολούθηση αντικειμένων.
- Οπτική οδομετρία.
- Κατανόηση των κινήσεων.
- Στερεοσκοπική όραση.
- Κινητικότητα ρομπότ.
- Ελεγχος.
- Σχεδίαση.
- Πιάνοντας αντικείμενα.
- Συντονισμός.
- Δοκιμές.
- Κλπ
Παραδείγματα ρομπότ που χρησιμοποιούν ROS
Είναι πολλά και θα ήταν δύσκολο να τα απαριθμήσω όλα, αφού το ROS έχει γίνει σχεδόν «πρότυπο» για πολλούς από αυτούς. Αλλά μερικά από το καλύτερο γνωστό ήχου:
- PR1: προσωπικό ρομπότ που αναπτύχθηκε από το εργαστήριο Ken Salisbury στο Στάνφορντ.
- PR2: προσωπικό ρομπότ που αναπτύσσεται από την Willow Garage.
- Baxter: ρομπότ από την Rethink Robotics, Inc.
- Shadow's Robot: ένα ρομποτικό χέρι από την εταιρεία Shadow Robot, σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Pierre and Marie Curie του Παρισιού και το Πανεπιστήμιο Carlos III της Μαδρίτης. Αναπτύχθηκε σε ευρωπαϊκό πλαίσιο.
- HERB: δημιουργήθηκε στο CMU στο πλαίσιο του προγράμματος προσωπικής ρομποτικής της εταιρείας Intel.
- Αλντεμπαράν Νάο- Ένα ανθρωποειδές ρομπότ που δημιουργήθηκε από την Humanoid Robots Labs και το Πανεπιστήμιο του Φράιμπουργκ.
- Husky UGV: όχημα εδάφους και ανοιχτού κώδικα.
Γιατί πρέπει να μάθετε με ROS;
Τα ρομπότ είναι πολύπλοκα συστήματα και η ρομποτική είναι δύσκολο να κατανοηθεί. Ωστόσο, έχοντας εργαλεία όπως π.χ Το ROS διευκολύνει πολύ την ανάπτυξη από την αρχή, επιταχύνοντας τη δημιουργία των δικών σας έργων σε πολύ λιγότερο χρόνο και χωρίς τόσες γνώσεις σαν να μην τις είχατε.
Με άλλα λόγια, τα πλεονεκτήματα του ROS είναι να διευκολύνει τους προγραμματιστές, με ένα πλήθος δωρεάν και ανοιχτού κώδικα πρόσθετα, ώστε να έχετε όλα όσα χρειάζεστε. Επιπλέον, θα μάθετε περισσότερα από τη ρομποτική, τα ηλεκτρονικά, τη μηχανική και τον προγραμματισμό:
- Χρησιμοποιήστε γλώσσες όπως C ++ και Python για την ανάπτυξη εφαρμογών.
- Διαχείριση δικτύων και συστημάτων εγκατάστασης και συντήρησης ROS.
- Βασικές έννοιες της ρομποτικής, όπως χαρτογράφηση, τεχνητή νοημοσύνη, εντοπισμός, αντίστροφη κινηματική κ.λπ., δυνατότητα επαφής αισθητήρων, ενεργοποιητών, ελεγκτών κ.λπ.
Δεν έχει σημασία το πολυπλοκότητα ρομπότ, με το ROS όλα είναι πολύ πιο απλά. Ούτε περιορίζεται σε έναν τύπο ρομπότ, μπορεί να χρησιμεύσει από ρομπότ για κατοικίδια, έως ανθρωποειδή ρομπότ, μέσω ρομποτικών βραχιόνων για τη βιομηχανία ...
Περισσότερες πληροφορίες για ROS - Επίσημη ιστοσελίδα