【力克精密 | 头条】钢铁侠庄园：ROS系统应用于仿人机器人的三大优越性

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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。


温馨提示
8月23日至8月27日，世界机器人大会在北京举行，届时，由高工产研、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”将同期举办，点击阅读原文报名参与！
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