Cộng đồng phát triển robot từ lâu đã bị thống trị bởi hệ điều hành Robot ( ROS ), nhưng những cuộc thảo luận về những hạn chế của nó và sự xuất hiện của các giải pháp thay thế như Basis đang tạo ra những cuộc đối thoại quan trọng về tương lai của các framework robot.
Di sản của ROS và hiệu ứng mạng lưới
Câu chuyện về sự thống trị của ROS không chỉ đơn thuần là về ưu thế kỹ thuật. Theo các cuộc thảo luận trong cộng đồng, ROS đã có được chỗ đứng khi Willow Garage phân phối robot PR2 cho các tổ chức học thuật trên toàn cầu. Động thái chiến lược này đã tạo ra một hiệu ứng mạng lưới mạnh mẽ, khi các tổ chức này phát triển các công cụ và thư viện tương thích được truyền lại qua nhiều thế hệ nghiên cứu sinh tiến sĩ.
Tại sao ROS vẫn phổ biến
Một số yếu tố chính góp phần vào sự thống trị liên tục của ROS:
- Bộ công cụ toàn diện
- Ghi log dữ liệu tích hợp (rosbag)
- Công cụ trực quan hóa (rviz)
- Gói chuyển đổi (tf) cho các phép biến đổi tọa độ
- Thư viện phong phú các giải pháp có sẵn
- Tài nguyên cộng đồng
- Bộ sưu tập lớn các gói sẵn sàng sử dụng
- Đóng góp đáng kể từ giới học thuật
- Hỗ trợ tương thích ngược
Lý do cần có giải pháp thay thế
Basis , một framework phát triển robot mới, là ví dụ điển hình cho xu hướng hướng đến các giải pháp tập trung vào sản xuất. Các điểm khác biệt chính bao gồm:
- Cải tiến kiến trúc
- Mặc định quy trình đơn với khả năng đa quy trình tùy chọn
- Hỗ trợ kiểm thử xác định
- Triển khai pub-sub đơn giản hóa
- Hỗ trợ serialization hiện đại (Protobuf)
- Tập trung vào sản xuất
- Phù hợp hơn cho việc triển khai robot an toàn-quan trọng
- Nhấn mạnh vào tính chắc chắn hơn là tính linh hoạt
- Hỗ trợ xử lý CUDA trong quy trình
- Tích hợp với công cụ trực quan hóa hiện đại như Foxglove
Thách thức ngành và nhu cầu tương lai
Các cuộc thảo luận trong cộng đồng nhấn mạnh một số lĩnh vực quan trọng mà các framework robot hiện đại cần giải quyết:
- Quản lý đội robot
- Hỗ trợ hàng trăm robot tự động
- Giao tiếp giữa các robot
- Chia sẻ trạng thái và kế hoạch
- Giám sát sức khỏe đội robot
- Độ tin cậy mạng
- Xử lý mạng không ổn định
- Nén tin nhắn
- Bảo mật và xác thực
- Quản lý phiên bản API và schema
Con đường phía trước
Trong khi ROS duy trì vị thế của mình trong môi trường học thuật và phát triển prototype, ngành công nghiệp rõ ràng đang tìm kiếm các giải pháp mạnh mẽ hơn cho việc triển khai sản xuất. Basis và các framework tương tự đang giải quyết những nhu cầu này, mặc dù họ thừa nhận còn những lĩnh vực cần cải thiện như hỗ trợ driver, xử lý ngắt kết nối và kiểm soát kiểu dữ liệu truyền tải.
Tương lai của các framework robot dường như đang hướng tới sự cân bằng giữa khả năng phát triển prototype nhanh chóng đã làm nên thành công của ROS và các tính năng sẵn sàng cho sản xuất mà các ứng dụng robot hiện đại đòi hỏi.