機器人開發社群長期以來一直由 ROS(機器人作業系統)主導,但圍繞其侷限性以及 Basis 等替代方案的出現,正在引發關於機器人框架未來發展的重要討論。
ROS 的傳統優勢及其網路效應
ROS 的主導地位並非僅僅源於其技術優勢。據社群討論顯示,當 Willow Garage 向全球學術機構分發 PR2 機器人時,ROS 開始確立其主導地位。這一戰略舉措創造了強大的網路效應,因為這些機構開發的相容工具和庫被代代相傳給博士生們。
ROS 持續占主導地位的原因
以下幾個關鍵因素促使 ROS 繼續保持主導地位:
- 全面的工具套件
- 內建資料記錄功能(rosbag)
- 視覺化工具(rviz)
- 座標轉換包(tf)
- 大量預構建解決方案
- 社群資源
- 大量即用型軟體包
- 顯著的學術貢獻
- 向後相容支援
替代方案的優勢
新的機器人開發框架 Basis 展示了對更注重生產環境解決方案的追求。主要區別包括:
- 架構改進
- 預設單程序設計,可選多程序功能
- 確定性測試支援
- 簡化的釋出-訂閱實現
- 支援現代序列化(Protobuf)
- 生產環境導向
- 更適合部署安全關鍵型機器人
- 注重確定性而非靈活性
- 支援程序內 CUDA 處理
- 與 Foxglove 等現代視覺化工具整合
行業挑戰和未來需求
社群討論突出了現代機器人框架需要解決的幾個關鍵領域:
- 機器人群管理
- 支援數百臺自主機器人
- 機器人間通訊
- 狀態和計劃共享
- 群體健康監控
- 網路可靠性
- 處理不穩定網路
- 訊息壓縮
- 安全性和認證
- API 版本控制和架構管理
未來發展方向
雖然 ROS 在學術和原型開發環境中保持著其地位,但業界顯然在尋求更穩健的生產部署解決方案。Basis 和類似框架正在滿足這些需求,儘管它們承認在驅動支援、斷連處理和傳輸型別安全等方面仍有改進空間。
機器人框架的未來似乎正朝著一個平衡點發展,在 ROS 成功的快速原型開發能力和現代機器人應用所需的生產就緒功能之間取得平衡。