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【专访】钢铁侠庄园:ROS系统应用于仿人机器人的三大优越性

2017-08-15 18:04 高工机器人网 阅读:19633
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摘要“选用ROS主要有三方面原因”,在谈起 “双足大仿人机器人 Artrobot”使用该系统时,公司联合创始人庄园如是表示:“首先,ROS是机器人开发者关注和学习最多的系统,使用该系统便于更多的开发者对ART机器人进行算法研究和开发;其次,ROS提供了设备驱动、可视化界面等,方便优化及扩展……”

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  【文/杨阳】作为国内首家专门从事双足大仿人机器人研发及推广的科技公司,北京钢铁侠科技有限公司(以下简称“钢铁侠”)选择使用ROS系统。

  “选用ROS主要有三方面原因”,在谈起 “双足大仿人机器人 Artrobot”使用该系统时,公司联合创始人庄园如是表示:“首先,ROS是机器人开发者关注和学习最多的系统,使用该系统便于更多的开发者对ART机器人进行算法研究和开发;其次,ROS提供了设备驱动、可视化界面等,方便优化及扩展……”

  看好两大方向 钢铁侠推动仿人机器人落地

  在国外,自上世纪六七十年代起,双足大仿人机器人的研究就已开始,并已在军事及一部分工业场景中实现运用,较为知名的如波士顿动力的Atlas——随着谷歌收购波士顿动力,到两个月前易主软银,Atlas逐渐赢得了业界更多关注。

  在我国,仿人机器人的研究始于三十年前,最早由哈尔滨工业大学从1985年开始研制工作,先后研制出仿人机器人HIT-I、HIT-II和HIT-III。此后,国防科技大学、北京理工大学、清华大学等都在这一领域有所涉足。然而,囿于高校和科研院所的研究无法直接大规模的应用和量产,最终往往止于研发阶段。

  科研之外,从市场角度看,一直以来仿人机器人的商业化方向不明,对技术要求高,前期研发投入巨大,很少有创业者愿意进入这一领域。

  直到钢铁侠的出现,事态出现了转机。

  钢铁侠创始人张锐出身于自动化专业,创业前参与过无人机、机器人、航空航天等多个领域的研发工作。由于长期从事科研,其对科研领域的需求有着敏锐洞察。通过长期观察,他发现高校和科技馆对双足大仿人机器人有着明确的需求,是可以落地的两个方向。

  2015年,在张锐的“游说”下,庄园加入了团队,共同创立了钢铁侠。计算机专业出身的庄园,毕业后先进入了互联网领域,先后在UC浏览器、新浪微博、创新工场任产品经理。加入团队后,他和张锐两人一人主抓技术,一人主抓产品商务,逐步构建起了20多人的技术团队,成员大都来自中科院、航空航天院所以及外企资深工程师,拥有大量科研经验和硬件技术实力。

  之所以选择进入这一领域,在庄园看来,一方面国内仿人机器人研发远落后于国外,目前各大高校对机器人的研究如火如荼,在机器人科研方面,仿人机器人是一个很好的科研平台;另一方面,仿人机器人研发门槛非常高,钢铁侠团队如果在早期进入这一领域,容易建立技术壁垒,从而形成市场竞争力。 

  “我们坚信仿人机器人代表了服务机器人的未来。未来仿人机器人会像汽车一样,进入每个家庭,成为人们生活和工作的智能助理,深刻影响人类的工作和生活。”对于未来,庄园这样憧憬到。

  基于ROS系统的软硬结合 方便双足大仿人机器人各项操作

  2016年3月,钢铁侠第一代原型机研发成功,在此推动下,于同年11月获得千万元Pre-A轮融资。两个月后,公司第二代产品组装成功,在外观优化的同时大幅改良了底层设计,并自主研发了大量核心零部件,形成了完整的知识产权。

  除了硬件的优化,在系统的选用上,钢铁侠选择了机器人专用操作系统——ROS。

  技术层面,在庄园看来,ROS优于其它操作系统的方面主要表现在提供了统一机器人描述语言(URDF),这便为机器人抽象数学模型提供了方法和便利。与此同时,ROS亦提供了完整的消息分发机制,这一机制既适用于单个机器人多节点间的通信,又为多机器人协作提供了通信方法。此外,ROS系统上可以衍生出仿真工具,这为机器人控制仿真提供了更为便捷的方式。

  除了以上的优越性,具体到钢铁侠产品本身,庄园认为选配ROS系统还有三点原因:其一,ROS是机器人开发者关注和学习最多的系统,使用该系统便于更多的开发者对ART机器人进行算法研究和开发;其二,ROS系统提供了设备驱动、可视化界面等功能,方便钢铁侠对ROS系统进行优化及扩展;其三,ROS的仿真环境可以更方便机器人进行模型抽象、通信、控制等操作。

  截至目前,基于对ROS的深度应用,钢铁侠的大仿人机器人已经研制到第三代。从第二代的26个自由度,到第三代共有36个自由度,不仅传感器、通讯节点增多,对实时性的要求以及控制难度也同步提高。为此,公司对ROS系统进行了实时优化,从而衍生出更适合双足大仿人机器人“通信-控制”的仿真环境。

  五维立体解析“基于 ROS 的机器人运动脑通信-控制机制”

  据了解,在本月下旬召开的“WRC2017世界机器人大会”上,钢铁侠第三代“双足大仿人机器人”将向公众展示,之后会正式推出市场。据庄园介绍,第三代产品问世后,会针对高校进行推广,目前已有多个意向订单。与此同时,资本方面钢铁侠也正在进行新一轮的融资洽谈。

  值得一提的是,由高工产研、OSRF、中国电子学会主办,高工机器人、汤尼机器人承办的“ROS全球开发者高峰论坛”将与世界机器人大会同期(8月26日)举办。此次论坛上,庄园将带来“基于 ROS 的机器人运动脑通信-控制机制”的主题演讲,对于这一主题,庄园表示,将从“双足大仿人机器人ART的总体结构、ART机器人专属通信网络ARTNET、ART机器人软件架构、ART机器人仿真环境,以及ART机器人仿真环境和实际机器人的对应关系”等五个方面进行深度解析。

  与此同时,包括开源机器人基金会(OSRF)首席执行官Brian Gerkey,德国弗劳恩霍夫制造技术及自动化研究所高级科学家Mirko Bordignon,IEEE Fellow、美国科学促进会Fellow、美国计算机协会Fellow Dinesh Manocha,汤尼机器人总经理王滨海,小i机器人产品中心副总裁杜玉清,NXROBO创始人及CEO林天麟,易科机器人实验室创始人刘锦涛,天之博特机器人科技有限公司创始人田博等国内外ROS开发者及相关专家将在本次论坛上带来精彩演讲。

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