协作机器人软件开发

我在网上搜索以机器人技术为特色的开源项目时，偶然发现了机器人操作系统。我饶有兴趣地阅读了他们的网站，因为这是我第一次看到一个专门为机器人编写代码的开源项目。更好的是，他们正在为 Ubuntu 开发这段代码。作为 Ubuntu 的长期用户，我看到了将其安装在自己的系统上并进行调整的可能性。

机器人操作系统 (ROS) 的构建从一开始就旨在鼓励协作机器人软件开发。例如，一个实验室可能有室内环境绘图方面的专家，可以贡献一个世界一流的地图制作系统。另一个小组可能有使用地图进行导航的专家，而另一个小组可能发现了一种计算机视觉方法，该方法非常适合识别杂乱中的小物体。ROS 专门为这些小组而设计，以便他们能够协作并在彼此的工作基础上进行构建。—来自网站

当我联系有关采访事宜时，我联系了Tully Foote，他是开源机器人基金会的机器人操作系统平台经理。

请介绍一下你自己。

我是开源机器人基金会的 ROS 平台经理。我在 OSRF 的工作是我在 Willow Garage 开始的工作的延续，我在那里专注于 ROS 开发、构建核心工具和库，以及支持和帮助 ROS 社区发展。我也是 TurtleBot 机器人的共同创建者。

请介绍一下机器人操作系统以及你是如何开始的。

机器人操作系统 (ROS) 是一个用于编写机器人软件的灵活框架。它是一组工具、库和约定的集合，旨在简化在各种机器人平台上创建复杂而精密的机器人行为的任务。ROS 最初于 2007 年在斯坦福大学开发，作为斯坦福人工智能机器人 (STAIR) 项目的一部分。它于 2008 年被引入 Willow Garage，并在那里继续发展和成熟。2013 年，OSRF 从 Willow Garage 分拆出来，接管了 ROS 的管理。

观看 此视频，了解更多关于 Tully 对 ROS、DARPA 挑战赛和 Turtlebot 的看法。

为什么需要专门为机器人设计的操作系统？

全球机器人技术社区以前从未有过如此复杂的开源平台。在 ROS 之前，机器人专家可以说是没有使用相同的语言。想象一下没有 LAMP 堆栈的技术世界，你就会对机器人世界的情况有所了解。

机器人需要自己的操作系统 (OS)，因为机器人技术非常复杂。以世界上最精密的硬件系统为例，然后赋予它眼睛、耳朵、感官、运动、操纵等功能——这些功能中的每一项都会增加更多的传感器、更多的数据和更多的复杂性。

为什么机器人操作系统决定使用 Ubuntu 而不是 Debian 或 Fedora？

选择 Ubuntu 是因为它的普及性和对易用性的关注。目前，我们支持从源代码构建 Debian 和 Fedora，社区成员已经有了为 Debian 构建 debs 和为 Fedora 构建 rpms 的原型，我们希望在未来推广这些原型。

你认为机器人操作系统在短期内的发展方向是什么？

在过去一年中，我看到了越来越多的 ROS 商业部署。对于一个在学术界起步的项目来说，看到 ROS 在世界各地被使用真是令人兴奋。ROS 正在商业、工业、服务和消费机器人中使用。ROS 甚至安装在目前在国际空间站上的 Robonaut2 上。

你能谈谈你的核心组件和工具，以及它们为机器人开发人员带来了什么吗？

在谈到 ROS 时，我们喜欢将其分为四个主要部分：管道、工具、功能和生态系统。核心是进程间通信中间件，它是使一切协同工作的管道。在此之上是使开发人员的生活更轻松的工具。

对我们的社区非常有价值的工具示例包括我们的 3D 可视化工具以及日志记录和回放应用程序。这些工具使开发人员能够专注于理解他们正在构建的系统，而不是构建用于内省系统的基础设施。

除此之外，我们还拥有特定于机器人的功能，这些功能是可以集成到开发人员系统中的组件。这些功能范围从高自由度运动规划库到提供基本 2D 导航的导航堆栈。其中一些功能来自社区，例如计算机视觉库和点云处理库。

OSRF 维护的功能之一是 Gazebo 模拟器，它可以提供一个或多个机器人的 3D 模拟，具有逼真的物理效果和渲染。它可以用作回归测试以及开发工具，因为机器人的开发时间通常是一种有限的资源。最后一部分是我们的全球用户社区构建的生态系统。在庞大的社区中，有人在做类似的事情，而 ROS 提供了一种与附近以及世界另一端的人们协作的方式。

你们的大部分支持来自哪里？

我们的主要支持来自赠款、捐赠和合同的组合。我们获得了 NASA、NSF 和陆军等组织的几项赠款，以支持我们的核心基础设施。我们还与 DARPA、高通和谷歌等政府组织和商业公司签订合同，为我们的平台开发新功能。

社区对于机器人操作系统的发展有多重要？你们做了哪些工作来促进其发展？

ROS 背后的社区是其最重要的特征之一。社区提供协作机会、互相帮助和模块。OSRF 只有一个非常小的团队来维护核心，但更重要的是，我们维护社区的基础设施。我们托管了 answers.ros.org 等网站，社区成员在这些网站上提出和回答了数千个问题。来自世界各地的社区成员正在发布软件包供所有人使用。有些人是机器人公司的全职员工，而另一些人则将其作为爱好或学生来做。ROS 社区是他们都可以参与的地方。

有关社区的更多信息，请参见指标报告。

你们的代码是如何许可的？

New BSD 一直是我们的默认许可。新项目采用 Apache 2.0 许可。

2015 年是否计划举办 ROSCon？

这仍然是一个悬而未决的问题。可能会在 2015 年秋季或推迟到 2016 年春季。

你们对机器人操作系统有什么长期目标吗？

我们对 ROS 的长期目标是为任何构建机器人或机器人系统的人提供核心功能。下一个大项目是 ROS 2.0 的开发，它将升级中间件以满足现有中间件无法满足的用例。我们专注于最终用户产品部署以及任务关键型系统和高度分布式环境所需的用例。

随着人们对 STEM 教育和职业越来越感兴趣，你是否看到 K12 和高等教育的更多参与？

ROS 已经在高等教育中拥有良好的记录和广泛的应用。ROS 正在缓慢而稳步地向下发展到更低的年级。TurtleBot 是一个用于 ROS 开发的低成本机器人平台，通常在高中中使用。我们管理的机器人模拟软件 Gazebo 将很快掌握在 FIRST Robotics 和 RoboCup 参与者手中。