La วิทยาการหุ่นยนต์คือการขยายสาขา. AI และหุ่นยนต์เข้ามาแทนที่การทำงานของผู้คนมากขึ้นเรื่อยๆ สิ่งเหล่านี้คือปัจจุบันและอนาคต ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องฝึกฝนในสาขาประเภทนี้เพื่อให้รู้ว่ามันทำงานอย่างไร และเครื่องมือและระบบใดที่คุณมีสำหรับโครงการหุ่นยนต์ของคุณ และในบทความนี้ คุณจะเห็น ROS คืออะไรและทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับมัน.
ROS คืออะไร?
ROS ย่อมาจาก Robot Operating Systemหรือระบบปฏิบัติการหุ่นยนต์ เป็นมิดเดิลแวร์สำหรับวิทยาการหุ่นยนต์ กล่าวคือ ชุดของกรอบงานที่มีวัตถุประสงค์เพื่ออำนวยความสะดวกในการพัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับหุ่นยนต์ ปัจจุบัน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโรบ็อตที่มีชื่อเสียง ซึ่งเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่ดีที่สุดในปัจจุบัน ฟรีทั้งหมด เขียนด้วยภาษา C และ Python และอยู่ภายใต้ใบอนุญาตโอเพ่นซอร์ส BSD
ROS ได้รับการพัฒนาครั้งแรกในปี 2007 ภายใน ห้องปฏิบัติการปัญญาประดิษฐ์สแตนฟอร์ดและภายใต้ชื่อรหัส สวิตซ์ยาร์ด ตอนแรกจะเป็นสำหรับโครงการหุ่นยนต์ STAIR2 หลังจากนี้จึงตัดสินใจเปิด
คำถามที่หลายคนถามบ่อยคือถ้าไม่ใช่ระบบปฏิบัติการ ทำไมถึงเรียกว่า? แม้ว่าจะเป็นชุดของห้องสมุดเพื่อการพัฒนา แต่ความจริงก็คือมันได้จัดเตรียม หน้าที่สำคัญของ OSเช่น เลเยอร์ที่เป็นนามธรรมของฮาร์ดแวร์เพื่อให้นักพัฒนากังวลเกี่ยวกับซอฟต์แวร์เท่านั้น การควบคุมส่วนประกอบต่าง ๆ ของหุ่นยนต์ในระดับต่ำ ความสามารถในการจัดการและการสื่อสารของกระบวนการ การบำรุงรักษาแพ็คเกจ ฯลฯ
ห้องสมุดมุ่งสู่ ระบบ UNIXเช่น Linux (ในหลาย distros แม้ว่าการสนับสนุนที่ดีที่สุดสำหรับ Ubuntu) และ macOS แม้ว่าจะใช้งานได้ในระบบปฏิบัติการอื่น ๆ เช่น Microsoft Windows
สิ่งสำคัญคือต้องแยกความแตกต่างระหว่าง ชิ้นส่วน จาก ROS:
- Ros: เป็นส่วนที่ทำหน้าที่เป็นระบบปฏิบัติการฐาน นี่คือส่วนซอฟต์แวร์ลิขสิทธิ์ BSD ซึ่งรวมถึงโหนดประสานงานหลัก การไหลของข้อมูล (ภาพ สเตอริโอ เลเซอร์ การควบคุม แอคทูเอเตอร์ การติดต่อ ... ) มัลติเพล็กซ์ข้อมูล การสร้างและการทำลายโหนด การเข้าสู่ระบบ ฯลฯ
- ros-pkg: เป็นชุดของแพ็คเกจที่สร้างขึ้นโดยผู้ใช้และใช้ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การวางแผน การรับรู้ การจำลอง การทำแผนที่ ตำแหน่ง ฯลฯ ส่วนประกอบอื่นๆ เหล่านี้ได้รับอนุญาตในใบอนุญาตที่หลากหลาย
ลา รวมเครื่องมือ ใน ROS พวกเขาคือ:
- รวิซ: สำหรับการจำลองและการสร้างภาพ 3 มิติ
- โรสแบ็ก: เพื่อบันทึกและเล่นข้อความสื่อสาร
- แคทคิน- เครื่องมือสร้างตาม CMake
- รอสแบช- แพ็คเกจพร้อมเครื่องมือเพื่อขยายการทำงานของ bash shell
- เปิด: เพื่อเรียกใช้โหนด ROS ในเครื่องหรือจากระยะไกล
แอปพลิเคชั่น ROS
ROS เป็นโครงการที่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และสามารถนำไปใช้ได้ทุกครั้ง แอปพลิเคชันเพิ่มเติม ในสาขา AI และหุ่นยนต์ และทุกครั้งที่ทำงานได้ดีขึ้น:
- ระบบการรับรู้ประดิษฐ์
- การระบุวัตถุและการมองเห็นเทียม
- การจดจำใบหน้า การจดจำท่าทาง ฯลฯ
- การติดตามวัตถุ
- ทัศนมาตรศาสตร์
- ความเข้าใจในการเคลื่อนไหว
- วิสัยทัศน์สเตอริโอ
- ความคล่องตัวของหุ่นยนต์
- ควบคุม.
- การวางแผน.
- จับวัตถุ.
- การประสานงาน.
- การทดสอบ
- เป็นต้น
ตัวอย่างหุ่นยนต์ที่ใช้ ROS
มีมากมาย และคงจะยากที่จะระบุทั้งหมด เนื่องจาก ROS ได้กลายเป็น "มาตรฐาน" ที่เกือบจะเป็น "มาตรฐาน" สำหรับหลาย ๆ คนแล้ว แต่บางส่วนของ ที่รู้จักกันดีที่สุด เสียง:
- PR1: หุ่นยนต์ส่วนบุคคลที่พัฒนาโดยห้องปฏิบัติการ Ken Salisbury ที่ Stanford
- PR2: หุ่นยนต์ส่วนตัวที่พัฒนาโดย Willow Garage
- แบ็กซ์เตอร์: หุ่นยนต์จาก Rethink Robotics, Inc.
- หุ่นยนต์แห่งเงา: มือหุ่นยนต์จากบริษัท Shadow Robot ร่วมกับมหาวิทยาลัย Pierre and Marie Curie แห่งปารีส และ Carlos III University of Madrid พัฒนาภายใต้กรอบของยุโรป
- สมุนไพร: สร้างขึ้นใน CMU ภายในโปรแกรมหุ่นยนต์ส่วนบุคคลของบริษัท Intel
- อัลเดบารัน นาโอ- หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่สร้างขึ้นโดย Humanoid Robots Labs และมหาวิทยาลัยไฟรบูร์ก
- ฮัสกี้ UGV: ยานพาหนะภาคพื้นดินและโอเพ่นซอร์ส
ทำไมคุณควรเรียนรู้กับ ROS?
หุ่นยนต์เป็นระบบที่ซับซ้อนและวิทยาการหุ่นยนต์นั้นเข้าใจยาก อย่างไรก็ตามการมีเครื่องมือเช่น ROS ช่วยให้พัฒนาตั้งแต่เริ่มต้นได้ง่ายขึ้นเร่งการสร้างโครงการของคุณเองในเวลาที่น้อยลงและไม่มีความรู้มากเท่ากับที่คุณไม่มี
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ข้อดีของ ROS คือการอำนวยความสะดวกให้กับนักพัฒนา ด้วยโปรแกรมเสริมโอเพ่นซอร์สฟรีมากมาย เพื่อให้คุณมีทุกสิ่งที่คุณต้องการ นอกจากนี้ คุณจะได้เรียนรู้มากกว่าวิทยาการหุ่นยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ กลศาสตร์ และการเขียนโปรแกรม:
- ใช้ภาษาเช่น C ++ และ Python เพื่อพัฒนาแอพ
- การบริหารเครือข่ายและระบบเพื่อติดตั้งและบำรุงรักษา ROS
- แนวคิดพื้นฐานของหุ่นยนต์ เช่น การทำแผนที่, AI, การโลคัลไลเซชัน, จลนศาสตร์ผกผัน ฯลฯ ความสามารถในการให้เซ็นเซอร์ แอคทูเอเตอร์ คอนโทรลเลอร์ ฯลฯ สัมผัสกันได้
ไม่ว่า ความซับซ้อนของหุ่นยนต์ด้วย ROS ทุกอย่างง่ายกว่ามาก และไม่จำกัดเฉพาะหุ่นยนต์ประเภทใดประเภทหนึ่งเท่านั้น มันสามารถให้บริการตั้งแต่หุ่นยนต์สัตว์เลี้ยง หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ ผ่านแขนหุ่นยนต์สำหรับอุตสาหกรรม ...
ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ROS - เว็บไซต์ทางการ