台湾首次ROS 2.0大型论坛,聚焦实际应用的关键技术问题

由IEEE、台大智能机器人及自动化国际研究中心、凌华科技、资策会共同举办的ROS 2.0(Robot Operating System, ROS)机器人操作系统论坛,是台湾首度举办针对ROS的大型论坛活动,日前吸引众多来自产、学界听众热烈参与。

活动指导单位经济部工业局副局长杨志清致词时指出,服务型机器人在未来具有高度增长潜力,而台湾服务型机器人产业正处于早期发展阶段,亟需产业与相关政府单位共同紧密合作以推动产业发展。共同主办单位资策会副首席执行官杨仁达表示在开发机器人系统时软硬件集成是一大关键,尤其是在多台机器人自动化与即时环境中,为解决此问题资策会提供软件与硬件开发工具、服务程序框架、雏形验证与市场测试等。此次与凌华共同举办ROS 2.0论坛,资策会将来也会持续开发共同组件并携手本地供应链大厂协助开发服务型机器人,并将产品推向国际市场。

凌华科技董事长刘钧表示此次邀集ROS领域国内外重量级讲师来台,所分享的ROS 2.0议题都是领先业界3至5年的新技术与新想法,必定能对听众往后在工作领域中有所启发。Open Robotics创办人暨首席执行官Brian Gerkey分享ROS 2.0最新版本Dashing的特色以及ROS 2.0的四大应用案例,台大电机罗仁权教授谈图像描述对服务型机器人发展的重要性,而来自产业界Intel、凌华、NVIDIA、微软、AWS、工研院等专家也提出对ROS 2.0的发展看法与经验分享。最后在座谈时间听众与各讲师针对DDS与部署实务等进行深入讨论,以下是重点摘要。

DDS是否造成ROS 2.0负担?

数据分布式服务(Data Distribution Service, DDS)技术是ROS 2.0中采用的通信架构,不同于ROS 1采集中式通信模式,采分布式架构的DDS是否造成ROS 2.0系统负担?是否可采用其他通信方式?多位听众对DDS提出问题。

凌华资深技术专家Erik Boasson指出DDS是目前最适合ROS 2.0特性的通信架构,它可帮助开发人员构建机器人,两者可完美配合。如果导入DDS出现问题,证明是出现性能瓶颈,那么解决方法不是抛开此通信模式而是找出更好的导入方式。

Open Robotics创办人暨首席执行官Brian Gerkey表示,一开始接触DDS时也认为DDS超出ROS 2.0所需要,但真正深入研究分布式系统应该如何运行,包括不同的参与者应该如何进行发现(discovery nodes)、如何处理传输、如何进行串行化,如果传输系统支持QoS服务品质如何具体说明所有极端案例?它本质上很复杂,需要相当多规范来涵盖所有情况。几年前Open Robotics团队做了很多实验并得出结论是不要自己开发,因此去看既有的通信架构,包括比DDS不复杂的,例如把ZeroMQ加上Protobuf加上AHCI,但是将这些放在一起就意味着重新实现DDS,因为这些结合在一起必须处理所有极端案例,且反而重建了一个与DDS涵盖范围相同但却非标准的通信。然而如果不喜欢DDS,仍然可以使用ROS 2.0并通过RMW中间件,来实现满足你所需的通信系统。

ROS 2.0与DDS可否处理上百台AGV的数据传输量?

一位工程师则问到在生产线上通过ROS 1.0构建无人搬运车(AGV),想增加更多台无人搬运车却面临扩展上的问题,通过ROS 2.0与DDS是否能长时间处理大量数据?以及DDS可抽象分层,是否需调整既有硬件?

Boasson指出视导入场景的不同,有一些方法可以减缓因为系统扩展而导致计算资源增加的问题,例如在Opensplice或RTI Connext有些tricks可以使用,可以视数据量来处理。但若是在有各种电磁干扰的环境使用Wifi网络并想通过群播来推送大量数据到许多节点,那是行不通的,问题是出在网络而非DDS。因此必须视数据串流、数据种类与流向,是否能适合各种网络带宽。如果有足够的网络带宽,那么DDS应可处理。至于是否应调整硬件,Gerkey认为不需要,只需调整上层的应用程序与驱动程序即可。