机器人操作系统从ROS升级到ROS2

全球机器人市场正在经历前所未有的增长，工业机器人市场稳步扩展，而服务机器人市场更是迅猛崛起。随着人工智能技术的不断进步和人机协作的深化，机器人产业正迎来全新的发展机遇。这一繁荣景象，部分得益于开源开发和机器人操作系统ROS（Robot Operating System）及ROS2的蓬勃发展。

英特尔物联网软件技术副总裁Greg Burns和ADLINK物联网技术总监Joe Speed就ROS和ROS2的发展进行了深入探讨。两位专家所在团队长期致力于物联网和机器人技术的研究，为机器人行业的进步做出了杰出贡献。

Greg Burns指出，虽然ROS被称为机器人操作系统，但它实际上是一个由一系列工具和通信协议组成的集合，旨在帮助用户更轻松地整合软件组件以构建机器人系统。过去十年，围绕ROS已经形成了一个庞大的生态系统，吸引了全球大约十万名开发者。尽管ROS在研发领域取得了巨大成功，但在实际部署阶段，大多数开发者仍倾向于选择专用解决方案。

而ROS2的诞生，正是为了解决这个问题。它旨在解决原始ROS中的技术缺陷，并提升安全性和性能，使得基于ROS的部署解决方案更加实用。ROS2的一个关键特点是其灵活性，它允许用户使用不同的低层协议作为数据总线，进行软件组件间的通信。这一特点使得ROS2具有强大的生态适应性，可以支持多种协议，如MQTT等。

Joe Speed强调了ROS2在机器人通信中的重要性。传统的机器人通常是单独工作，互不通信。但随着机器人技术的不断发展，未来的趋势将是多个机器人彼此通信，共同协作。在这种背景下，ROS2的通信方式显得尤为重要。它能够实现组件之间的低延迟信息传递，提高服务质量，使多个机器人实现无缝协作。

ROS和ROS2为机器人技术的发展提供了强大的支持。从建立生态系统到解决部署问题，再到实现多个机器人的无缝通信，这一切都彰显了开源开发和机器人操作系统的巨大潜力。随着技术的不断进步和应用的不断拓展，我们有理由相信，机器人产业将在未来迎来更加繁荣的发展。在深入探索机器人技术的核心领域时，令人着迷的不仅仅是其内部的精密构造和复杂的运行机制，更是那些引领创新、推动进步的崭新应用与理念。

机器人，从本质上讲，是边缘计算设备的典型代表。它们集成了众多传感器，不断从周围环境中收集数据，这其中，计算机视觉技术扮演着至关重要的角色。随着技术的飞速发展，我们目睹了从固定功能、重复操作的机器人，向更为自主、灵活的机器人的转变。这种转变的背后，是自动化、机器学习、目标识别等技术的强力支撑。

值得一提的是，当前正涌现出一类人机协作机器人，它们不再被局限于笼子中，而是走出笼子，与人类并肩工作，共同创造新的价值。这些机器人必须具备强大的传感器系统，尤其是摄像头，以探测人类的位置，确保操作的安全。它们必须了解环境、了解运行位置，这离不开机器学习和推理引擎的目标识别功能。功能安全、计算机视觉的演进、机器学习算法以及机器人硬件上高效运行这些算法的能力，成为了至关重要的领域。

随着联网设备数量的激增，边缘计算的重要性愈发凸显。在机器人技术领域，ADLINK和英特尔的合作给我们带来了令人瞩目的成果。他们成功地将坚固的边缘计算摄像头内置于机器人中，并实现了手眼协作的迅速集成。ROS2的开源标准和信息传递机制为用户接口和其他设备的连接提供了强大的支持。这使得机器人技术不再局限于全新的套件安装，而是可以与传感器和已存在的系统进行无缝对接。

新兴应用的不断涌现，ROS2功不可没。它让用户能够将机器人视为生产线上的一个单元，与上下游进行协调，充分利用所有资源来制造产品。我们也看到了机器人在仓库等环境中的巨大潜力。在这个灰色地带，自动化机器人在仓库管理中发挥着越来越重要的作用。它们通过实时映射、摄像头和传感器的协同工作，为仓库带来了高效的自动化解决方案。

未来，我们可以期待看到大量的新兴产品不仅出现在仓库中，还将拓展到快递机器人等领域。随着技术的不断进步和创新思维的引领，机器人的应用领域将越来越广泛，它们将在我们的生活中发挥更加重要的作用。这一切都离不开计算机视觉、机器学习等技术的支持，以及像ROS2这样的开源平台的推动。从ROS跃迁到ROS2：实用案例解析

英特尔的实感摄像头技术为我们呈现了一个绝佳的示例。深度摄像头在机器人应用的广泛场景中发挥着重要作用。英特尔已经为深度相机提供了一个ROS封装，这使得机器人设计师能够轻松将其集成到机器人技术中。随着技术的不断进步，英特尔正将其领先的RealSense技术转移到ROS2上，并借助Movidius神经棒实现了同样的功能。现在，用户可以将这些技术作为ROS软件包的组件整合到现有机器人中，无需深入了解其内部工作原理。这简化了集成过程，使得每个组件都能更容易地合并为一个整体。英特尔还为此添加了额外的优化补丁。ADLINK已经采纳了这些组件并开始进行集成工作。

ADLINK公司则致力于神经元开发板的研发工作。他们的产品不仅是一个简单的ROS入门套件，而且集成了大部分由Greg及其团队完成的开发工作。通过与英特尔计算机、Movidius以及RealSense深度摄像头等技术的集成，ADLINK成功完成了所有集成和打包工作。这个团队正在研发一系列有趣的产品，其中包括一款高速轮式无人机。这款无人机能够在越野环境中以非常高的速度自主驾驶，并且可以与人类近距离互动。例如其“跟我来”功能，无人机能够跟随用户的移动做出反应——当你靠近它时，它会撤退；当你走远时，它会再次跟随你。这些机器人还能通过共享遥测数据协同工作。

关于ROS的重要性，Jeo提到了一位杰出的行业专家——波音首席机器人专家Dr. Philip Freeman。在最近的ROS产业活动中，他发表了一系列引人深思的见解。Dr. Freeman认为ROS正处于一个类似Linux在1993年的转折点，那种活力和潜力让人仿佛回到了开源和操作系统发展的黄金时代。这种能量和动力正是现在ROS社区所感受到的。

诚邀更多开发者参与ROS生态共建

任何开源系统的繁荣发展都离不开开发者的参与和贡献。对于ROS来说，全球开发者在使用中发现并解决问题是推动其进步的关键。虽然有许多开发者已经积极参与到ROS的开发中来，但仍然有许多人可能不知道如何开始。想要参与进来并学习更多的朋友们，你们应该如何行动呢？

Greg给出了一些建议：“你们可以访问ros.org了解ROS的相关信息；关于ROS2的详细信息则可以在ros2.org找到。登录后，你们将被引导到GitHub上的源代码和文档页面，那里还有丰富的教程和书籍供你们学习。还有像ROS-Industrial这样的组织专注于将机器人技术迁移到更灵活、更自动化的设备上。这是一个建立在ROS之上的项目，不是替代品，而是补充品。每年的ROS年度聚会也是不可错过的盛会，今年九月中旬将在马德里举办。” 你们的每一份贡献都将为ROS生态注入新的活力，让我们共同见证ROS的繁荣与进步。