「華成工控｜會議」鋼鐵俠莊園：基於ROS的機器人運動腦通信

早前，鋼鐵俠聯合創始人莊園在接受高工機器人採訪時表示，之所以選用ROS作為公司產品ART機器人的底層作業系統主要基於三點原因，分別是：其一，ROS是機器人開發者關注和學習最多的系統，

使用該系統便於更多的開發者對ART機器人進行演算法研究和開發；其二，ROS系統提供了設備驅動、視覺化介面等功能，方便鋼鐵俠對其進行優化及擴展；其三，ROS的模擬環境可以更方便機器人進行模型抽象、通信、控制等操作。

在今日由高工產研、中國電子學會主辦，高工機器人、湯尼機器人承辦的“ROS全球開發者高峰論壇”上，莊園帶來了主題為“基於ROS的機器人運動腦通信-控制機制”的主題演講。

ART總體結構、ARTNET與ART開發平臺

演講開始，莊園首先從ART機器人的發展歷程入手向與會嘉賓講解了ART的總體結構。2016年3月，ATR機器人的初代產品“ART-0”誕生，這是一款雙腿機器人，有90cm高，12個自由度。2017年1月，公司出品了133cm高，具有26個自由度的機器人ART-1。據瞭解，

這款產品具有“can walk up and down stairs and realize whole body motion control”的功能。在本屆世界機器人大會上，第三代ART-2正式面世，該機器人高137cm，具有36個自由度。

“ART-2平臺包括2台電腦，分別叫做Cerebellum與BigBrain。其中Cerebellum上安裝了即時內核補丁，連接著控制匯流排(ARTNET)。BigBrain運行著普通的linux內核。”莊園介紹說。

在ART總體結構基礎上，基於“多節點的上千Hz的控制頻率、給開發者提供更加方便的介面”等切實需求，鋼鐵俠科技進一步搭建了ARTNET。在其驅動下，驅動與機器人的控制程式可以相互獨立。

與此同時，實現了一套能夠訪問到所有底層硬體資源的API。而在採用零拷貝和即時內核等技術的情況下，系統性能得以提高。

此外，機器人運動腦也離不開主站的支持。“ARTNET的主站主要管理Cerebellum與節點之間的通信，與Cerebellum採用PCIE通信，與節點採用多路差分。”莊園繼續補充道，它可以獲取到所有節點的所有資料，但是它暴露給Cerebellum 的資料是可配置的。而一旦Cerebellum配置主站完成，主站就可以獨立運行。

基於ROS的平臺基礎及開發環境 ART平臺可完美支援ROS

除了ART總體結構和ARTNET，演講第三部分是對ART開發平臺的介紹。“ART機器人系統基於ROS組成。在ROS基礎上，我們提供了以下的幾個平臺基礎：1、豐富的底層介面；2、基本的運動學功能；3、無縫銜接的模擬環境；以及豐富的操作案例。”莊園表示說。

此外，在開發環境上，ART平臺可以完美支援ROS，提供命令及封裝介面，以及大量開源支援二次開發需求。

而基於Gazebo的模擬平臺則可以與硬體形成無縫銜接的介面設計。

最後，莊園表示，目前鋼鐵俠科技採用了修改後的ROS-control元件，其目的是相容實體機器人以及模擬器。

溫馨提示

協作機器人是當前工業機器人領域炙手可熱的研究方向，其作為智慧型機器人的雛形，自問世以來就備受關注。高工產研機器人研究所（GGII）通過對國內外協作機器人企業的詳實調研，將於8月下旬重磅推出《2017中國市場協作機器人企業競爭力排行榜TOP10》，敬請期待！

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