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ROS的起源故事,The Linux of Robotics

2017年11月11日 ROS 暂无评论 阅读 131 次
序言:

确实,ROS是当之无愧的机器人界的“Linux”。在ROS出现之前,机器人的研发有90%的时间消耗在了“重复造轮子”的工作上,只有10%的时间投入到了创造性的工作上,比如验证一个新算法。10年前ROS刚提出的时候就是为了解决这个问题:构建一个统一的、开源的软件平台,消除所有重复性的工作。但这是一个野心勃勃的计划,在外人看来(尤其是投资人)这更是一个疯狂的想法。然而,早期的开发者们排除了种种困境,最终将ROS发扬光大,成为全球机器人软件的事实标准,实现了最初那个疯狂的梦想。本文将由ROS的开创者为大家细数ROS发展背后的故事,介绍ROS是怎样从一个无人问津的项目,一步一步发展成为现今机器人界的“Linux”。

原文来源:IEEE Spectrum

原文撰稿:Keenan Wyrobek

翻译团队:汤尼团队

这是一篇客座文章。这里所表达的观点仅仅是作者的观点,并不代表IEEE Spectrum或IEEE的立场。

十年前,当我在努力将“Linux of Robotics”的愿景变为现实的时候,我从其它变革的努力的起源故事中获得灵感。在这篇文章中,我将分享一些关于机器人操作系统(ROS)的早期故事,希望能激励那些正在追寻自己疯狂想法的人。

一个明显的需求

这个故事的起源是Eric Berger,我在这个项目上七年的合作伙伴,我们在斯坦福大学开始攻读我们的博士学位。

实现ROS的动力是在我们寻找一个有吸引力的机器人项目以服务于我们的博士工作的时候偶然出现的。我们与无数的人交谈过,发现他们想在机器人软件方面有所创新的时候都是在不停的重复相同的模式:他们花费90%的时间重新编写其他人以前写过的代码,并建立原型测试平台,然后,将至多10%的努力花在创新上。

ROS(和PR1)是我们消除大量时间浪费的解决方案。当时的计划是找到资助者帮助建立10个相同的机器人,将它们送入十所大学并且雇佣一个软件工程师团队来建立非特性化的但具有严格的通用属性的软件及开发工具,使机器人软件领域的创新者彼此促进。

Ken Salisbury与Andrew Ng教授都支持我们的这一设想。

逐步建立信誉

为了使我们的斯坦福个人机器人项目(Stanford Personal Robotics Program)获得资助,我们与任何愿意与我们交谈的人进行了会面。我们的目标是筹集到400万美元,用于雇佣支持ROS的软件工程师团队及建立10个相同的机器人。在筹集资金的这一年中,我们遇到了很多严峻的问题,但到最后,我们依然是两个没有任何信誉的年轻的博士研究生。这么说并不是我在谦虚,这是最初的资助者在给我们写第一张支票时告诉我们的,那张支票的金额是50k。

这张支票来自于Joanna Hoffman和Alain Rossmann(是的,Joanna Hoffman)。他们告诉我们利用这5万美金建立尽可能多的信誉,然后从那里开始。

我们使用这笔钱加上我们从两位斯坦福大学的院长那里得来的钱构建了PR1并使用PR1从世界领先的机器人软件研发团队那里获得了这一项目的支持。我们还向斯坦福智能机器人团队提供了PR1,并学到了我们的第一节课:让机器人软件开发平台真正实用的门槛有多高!

但最重要的是,我们把PR1带到我们的朋友家里,远程操控它,并用它来做一些非常有吸引力的视频。然后我们又回到了资金筹集的问题上。

不要让任何人粉碎你的疯狂

一次又一次我们收到了相同的反馈:创建“Linux of Robotics”的想法太有野心了。其实“疯狂”这个词被使用的次数更多。但我们坚持了这个目标,因为它对我们而言是非常清晰的。我很高兴我们这样做了!

当我们最终遇见Scott Hassan的时候,我们创建“Linux of Robotics”的伟大目标使得ROS得到了资助。Scott曾经使用开源软件建立了革命性互联网公司(Google和eGroups),他想让未来的机器人工业领域的企业家拥有类似的开源基础。正是这种愿景使得他接受了我们,因为这与他的对未来的特殊激情有着完美的一致。最后,在Willow Garage,有超过400万美元的资金投入到了ROS的开发工作中。

我和Eric离开斯坦福大学,在Scott的研究实验室Willow Garage中创建个人机器人项目,以实现这一愿景。我们的项目是这里的第三个项目,旁边是Willow已有的自动驾驶汽车和自动驾驶船项目(为什么Willow关停了其它的项目并且专注于个人机器人项目是以后的故事)。

获得ROS 1.0

在柳树车库发生的许多事情最终导致ROS成为了Linux of Robotics。

首先,最重要的是世界一流的领导者、工程师和研究人员,像Ken Conley、Brain Gerkey、Morgan Quigley、Melonee Wise、Leila Takayama等许多人早早加入了这个团队。

我们集中100%的精力使ROS成为“Linux of Robotics”。为了建立ROS社区,我们把之前的开源机器人技术的领导者的努力成果带到了这个领域。我们投入了很多来确保ROS对用户(机器人软件研发人员)来说易用且强大。我们说服一些大的公司,像博世,来托管他们的第一个开源库,等等。

我们用我们能想到的每一种方法来建立ROS社区。我们提出的获取免费的PR2的提议贯穿了我们的整个测试项目,这个提议会询问使用者他们将如何使用这个通用的硬件平台来使整个ROS社区收益。随后,当我们开始销售PR2的时候,我们没有做传统的学术折扣,而是奖励那些承诺将他们所做的机器人技术进行开源的学术机构或公司。

这里有两个例子,说明我们如何确保利用我们的资源使ROS取得成功。

01

两天的研讨会

当我们刚刚起步的时候,已经有十几个用于机器人的开源软件框架。我们邀请了这些项目的领导者们到Willow,并对他们做了以下承诺(是的,这是真的):我们打算雇佣一个软件工程师团队构建他们梦寐以求的用于机器人开发的开源软件基础设施,我们会以他们的开源平台作为出发点,希望他们能够就此达成共识。

这个研讨会由Brian, Ken和Eric发起。在两天的研讨会最后,所有的参与方都一致认为,新的代码库必须确保清洁许可(Linux成功的关键特性),并就从已有的系统当中将哪些特性和设计原理代入将要设计的新系统架构中达成共识。

这让那些来自不同项目的领导者都参与到了ROS的未来当中。在未来的几年里,他们作为ROS贡献者、内测用户、传播者的领导,为ROS的快速发展起到决定性作用。

02

实习生计划

我认为产品设计团队有两种组织方式。自上而下,由富有远见的领导者定义;或相反,由两个关键属性定义:

1. 团队中的每个人在他们自己负责的产品部分都有明确的权利和自主权来做出产品决策。

2. 团队在物理上通过过程组织起来,这样每个团队成员都离客户很近。

ROS就是由上述的反向模型构建的团队所建立起来的。由于我们的实习生项目,团队中的每一个成员都与我们的客户肩并肩的工作。

从ROS开发开始到1.0版本发布的18个月里,有超过100名实习生在Willow度过了三个月。他们在ROS的基础上进行了创新,但更重要的是,他们向我们展示了ROS中陈旧的内容是如何被打破的。实习生们要么是后期的博士生,博士后,教授,要么是工业工程师,他们来到Willow做他们之前在他们的母机构中正在做的开放源代码到ROS的工作。在实习生项目的高峰期,在大楼里的实习生比Willow的员工要多。

因为每个ROS的开发工具和库都有Willow团队中的明确的作者,因此当一个实习生因为ROS中的某一缺陷而被阻碍的时候,他或她可以直接走到正确的人的办公桌前。这使得我们团队中的每一个人都清楚地认识到,他们在ROS中的角色是多么的伟大。

当然,这些实习生也将ROS带回他们自己的机构中,促进了ROS在全球范围内的传播。

令人难以置信的十年

接下来的10年将超过我最疯狂的期望。机器人技术将通过ROS以可复用的形式进行分享,并打破早些年浪费时间的开发方式,这也正是启发我们灵感的地方。企业家将在ROS之上构建伟大的产品和产业。复杂的工厂行为将由大规模的ROS系统协调。开源机器人基金会(现在是Open Robotics)将成为ROS的长期管理者,而ROS社区也将以指数级增长。

关于ROS对研究,创新,和企业家精神的影响有很多的描述,所以如果这篇文章是你第一次接触ROS,我会为你介绍一些资源去探索。

🔹What is ROS?

🔹Robots running ROS

🔹Getting started with ROS

疯狂就是现实

这里有很多很多在ROS的起源故事当中作为重要组成部分的人没有提及。如果这一点适用于你,请不要忽视这个简短的说明。

ROS是由一小群致力于创造一些重要的东西的人创立的,他们经历了无数的挑战,每次遇到挑战的时候都会想到“让我们把它弄清楚”,“一步一步的来”。

如果你是ROS生态圈的一部分,请知道我对你所做的所有令人惊叹的工作都充满了感激,无论是学术上的突破还是了不起的公司。

对其他人来说,我祝您好运,能够把你认为重要的东西从疯狂的想法变为现实。

作者简介

Keenan Wyrobek是Zipline的联合创始人和产品和工程的负责人,Zipline是一家开发无人机的公司,为一些最难以到达的地方提供拯救生命的血液和医疗用品。他之前是Willow Garage公司的个人机器人项目的联合创始人和主管,在那里他参与了开发和发展机器人操作系统(ROS)和PR2,这是第一个用于软件应用开发的个人机器人。他在约翰霍普金斯大学和斯坦福大学学习医疗产品设计和机器人技术。

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