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ROS 2.0 给台湾一张进军全球机器人市场的门票


2020-06-08


ROS 2.0 给台湾一张进军全球机器人市场的门票

人工智慧技术的快速演进,让机器人应用跨出工厂围篱,走进生活各个领域,像是在饭店可以看到机器人帮忙运送行李或送餐给房客;在卖场或百货公司,可以看到机器人在和顾客互动、玩游戏;甚至在安养院,还能看到机器人带着老人唱歌及做运动。

这种工业生产以外的机器人应用,都属于服务型机器人的範畴,通常又依据是否具备商业用途而细分成两种类型:个人/家庭用(主要用于家庭和一般生活)、专业用(针对特定产业与需求而设计)。

根据国际机器人联合会(IFR)定义,全球服务型机器人正在快速成长中,预计 2018 至 2020 年间,全球个人/家用机器人的年複合成长率为 30~35%,全球专业用机器人则为 20~25%。

资策会数位服务创新研究所副主任蔡明宏认为,服务型机器人的发展潜力,为台湾机器人相关业者提供一个很好的市场切入点,而 2017 年底问世的开源机器人作业系统 ROS 2 正式版,则是台厂强化产品竞争力的关键要素之一。

蔡明宏进一步指出,工业型机器人发展历史悠久,对準确度、可靠度的要求非常高,市场多属于德系或日系厂商的天下,台厂产品即便做得再好,也很难切入市场,但是服务型机器人则非如此。

一来这块市场是最近几年才开始发展,目前正处于百花齐放的状态,台厂有很大的发展空间,像资策会服创所与智动协会共同成立的服务型机器人联盟,就是为了推动这块市场;二来因为应用场域非常多元,服务型机器人在追求稳定可靠之余,更重视与人互动、因应环境变化的能力,透过 ROS 平台可以快速地建构机器人的大脑,使机器人具备这样的能力。

ROS 2.0 更适合商业应用

不过,ROS 在最初发展时,以研究教学为主要目标,希望研究生或教授开发出来的功能模组可以被重複利用,以加快后续机器人研究速度,将 ROS 运用到商业市场并非优先考虑,以至于 ROS 1.0 在商业应用上,免不了有些不合适之处。

为了解决商用限制,ROS 2.0 在推出时做了几项重大改变,首先是去中心化,确保不会因为 master node 不稳定造成系统失效,再来改用 DDS 架构,改善 QoS 确保服务品质。

蔡明宏解释,ROS 1.0 在传输资料上效率较差,加上有些感测器会产生大量数据,如光学雷达(LIDAR),因此使用 ROS 1.0,不只有频宽问题,还会拉高对机器人控制器演算能力的要求,相对成本也会跟着增加,而 ROS 2.0 的改变使其有更多机会朝商用领域发展。

只可惜 ROS 2.0 有些功能模组尚未成熟,例如:对空间的认知与互动、规划移动路径、迴避障碍物…等,这些是服务型机器人很常使用的演算法,在 ROS 1.0 已经有很完整的模组,但在 ROS 2.0 的支援尚未完备,因此目前应用比例并不高,一旦日后发展成熟,市场对 ROS 2.0 的接受度将会比 ROS 1.0 更高。

ROS Ready 元件, 再续  PC 产业辉煌成绩

而这对台湾厂商有哪些帮助?蔡明宏认为,这应该分成两个层面来看,对机器人製造商来说,可以降低成本、缩短开发时间、减少研发投入人力。

ROS 目前在网路上有非常丰富的资源,而且採模组化设计,以前如果要内建导航、避障、空间辨识等功能,机器人开发商要自己撰写相关元件的驱动程式,现在只要元件带有 ROS 驱动程式/软体接口,就可以直接使用,不只省下开发时间,元件的整合、互换性也高,不必担心被特地元件商绑住。

至于对机器人週边元件供应商来说,则是可以扩大市场。以前机器人开发商通常不会轻易更换元件供应商,因为已经对元件做最佳化,如果更换元件的话,还要从头再做一次,而 ROS 有免费参考框架,元件供应商可以事先将驱动程式整合至产品中,例如:凌华就已经在机器人控制器搭载 ROS 2 作业系统,提高机器人开发商的使用意愿。

就像以前 Wintel 电脑时代,微软&Intel 定义了软硬体框架,台厂只要专注生产品质良好的产品就可以,而 ROS 在机器人产业中就像是微软的角色,打破过往固定供应链的产业形态,在模组化设计的前提下,只要是 ROS Ready 的机器人元件,就有机会进到全球各大机器人市场中,再续台湾 PC 产业的辉煌成绩。

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