钢铁侠庄园：ROS系统应用于仿人机器人的三大优越性

【编者按】目前来看，在业界公认的 机器人 三大操作系统——Ubuntu，Android和 ROS 中，使用Android操作系统的企业居多。

ROS和Android一样是开源的，功能上也是相差无几，其独特之处在于，能够支持多种语言，如C++、Python、Octave和LISP，甚至支持多种语言混合使用，这可以简化开发者的工作。因为它是基于Linux的系统，其可靠性也会更高，体积可以做到更小，适合嵌入式设备。另外，ROS是一种分布式处理框架，开发者可以单独设计可执行文件。

本文发于高工机器人，作者杨阳；经亿欧编辑，供行业人士参考。

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作为国内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，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。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。

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。

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。