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机器人操作系统的兴起
2007年1月，比尔·盖茨在《科学美国人》上撰文预言：机器人即将重复个人电脑崛起的道路，走进千家万户
机器人行业现今面临的挑战，和30年前电脑行业遇到的问题“如出一辙”
流行的应用程序很难在五花八门的装置上运行
在一台机器上使用的编程代码，几乎不可能在另一台机器发挥作用，如果想开发新的产品，通常得从零开始
原因
硬件：标准化工作未开始
软件：没有操作系统
媲美30年前的一篇文章：1977年9月 Intel公司创始人罗伯特·诺伊斯撰文 预言计算机将走进千家万户
我们站在时代的节点：一个崭新的产业即将崛起。
——比尔•盖茨
机器人操作系统的兴起
微软的机器人开发平台RDS （Robotics Developer Studio）
目标是开发不同机器人硬件平台的应用程序
与机器人或控制计算机平台的Windows配合
2006年12月推出第一版，最新版本RDS 4为2012年3月发布
不开放源代码，但可免费下载
有60家以上的硬件/软件厂商支持或使用该软件开发工具
例如乐高公司
开源的机器人软件项目
开源机器人基金会的ROS
美国的Player/Stage
欧洲的Orocos
欧洲的YARP
日本的OpenRTM-aist
……
机器人操作系统的兴起
机器人操作系统的兴起
ROS(Robot Operating System)
起源于2007年Stanford大学AI实验室与Google合作的项目，2008年起由Willow Garage公司维护，2013年起移交开源机器人基金会（OSRF）管理
最初动机是提高代码的可重用率
构建一个能够整合不同研究成果，实现算法发布、代码重用的机器人软件平台
目前包含了2000多个机器人平台的常用软件包
涵盖了硬件驱动、模拟仿真、运动规划、运动控制、环境感知等各个方面
机器人操作系统的兴起
ROS（Robot Operating System）
正在逐步成为机器人研发领域的事实标准
被大学和研究机构广泛采用
学术界指定的创新验证平台
DARPA资助的项目和竞赛的平台
已经应用于多种地面/空中/水面/水下无人平台
逐渐向工业领域扩展
对ABB, Adept, Fanuc, Motoman, Universal Robots公司的产品提供支持
“Since version was released in 2010, ROS has become the de facto standard in robotics software.”
——《MIT Technology Review》, 2013
机器人操作系统的兴起
“Robotics is really a software problem. It is not a hardware problem.”
——Google架构师、ROS创始人Scott Hassan
报告提纲
机器人操作系统的兴起
什么是机器人操作系统
挑战与关键技术
机器人是由程序控制运行的机械装置，能脱离人的直接干预而独立形成判断
三个组成部分
计算机
机械机构
电子设备
什么是机器人操作系统？
我们认为：机器人操作系统是运行在机器人中、管控机器人的软件体系
定义了机器人的功能和特性——软件“定义”机器人
与计算机操作系统存在诸多不同
软件架构
运行机制
功能
人机交互方式
使用
什么是机器人操作系统？