機(jī)器人操作系統(tǒng)是為機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)而構(gòu)造的軟件平臺(tái)，它使得每一位機(jī)器人設(shè)計(jì)師都可以使用同樣的平臺(tái)來(lái)進(jìn)行機(jī)器人軟件開發(fā)。標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人操作系統(tǒng)包括硬件抽象、底層設(shè)備控制、常用功能實(shí)現(xiàn)、進(jìn)程間消息以及數(shù)據(jù)包管理等功能，一般而言可分為低層操作系統(tǒng)層和用戶群貢獻(xiàn)的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)不同功能的各種軟件包。

可以毫不夸張地說(shuō)，現(xiàn)有的機(jī)器人操作系統(tǒng)架構(gòu)基本都是源自于linux，微軟機(jī)器人開發(fā)團(tuán)隊(duì)2007年也曾推出過(guò)一款“Windows版”機(jī)器人OS，然而如今業(yè)內(nèi)公認(rèn)的主流機(jī)器人操作系統(tǒng)無(wú)非只有以下幾種，且都是依托于linux內(nèi)核構(gòu)建起來(lái)的：

ROS

ROS是專門為機(jī)器人設(shè)計(jì)的一套開源操作系統(tǒng)，2007年斯坦福大學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室與機(jī)器人技術(shù)公司W(wǎng)illow Garage針對(duì)其個(gè)人機(jī)器人項(xiàng)目(Personal Robots Program)開發(fā)了ROS的雛形。經(jīng)過(guò)這幾年的發(fā)展，ROS從最初的無(wú)人問(wèn)津的小眾操作系統(tǒng)，到現(xiàn)在已是主流的機(jī)器人操作系統(tǒng)之一。

ROS充當(dāng)?shù)氖峭ㄐ胖虚g件的角色，即在已有操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上搭建了一整套針對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)框架。ROS還提供一組實(shí)用工具和軟件庫(kù)，用于維護(hù)、構(gòu)建、編寫和執(zhí)行可用于多個(gè)計(jì)算平臺(tái)的軟件代碼。

值得一提的是，ROS的設(shè)計(jì)者考慮到各開發(fā)者使用的開發(fā)語(yǔ)言不同，因此ROS的開發(fā)語(yǔ)言獨(dú)立，支持C++，Python等多種開發(fā)語(yǔ)言。

ROS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也頗有特色，ROS運(yùn)行時(shí)是由多個(gè)松耦合的進(jìn)程組成，每個(gè)進(jìn)程ROS稱之為節(jié)點(diǎn)(Node)，所有節(jié)點(diǎn)可以運(yùn)行在一個(gè)處理器上，也可以分布式運(yùn)行在多個(gè)處理器上。在實(shí)際使用時(shí)，這種松耦合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以讓開發(fā)者根據(jù)機(jī)器人所需功能靈活添加各個(gè)功能模塊。

Ubuntu

Ubuntu由全球化的專業(yè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)Canonical Ltd打造，基于Debian GNU/Linux開發(fā)，同時(shí)也支持x86、amd64/x64和ppc架構(gòu)。Ubuntu的初衷是作為Debian的一個(gè)測(cè)試平臺(tái)，向Debian提供通過(guò)測(cè)試的穩(wěn)定軟件，并且希望Ubuntu中的軟件可以很好地與Debian兼容。由于它的易用性，而且獲得眾多社區(qū)的支持，Ubuntu發(fā)展成了一款不錯(cuò)且流行的Linux 發(fā)行版本。

Ubuntu擁有龐大的社區(qū)群支持它的開發(fā)，用戶可以及時(shí)獲得技術(shù)支持，軟件更新快，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。Ubuntu所有系統(tǒng)相關(guān)的任務(wù)均需使用Sudo指令是它的一大特色，這種方式比傳統(tǒng)的以系統(tǒng)管理員賬號(hào)進(jìn)行管理工作的方式更為安全，這也是Linux、Unix系統(tǒng)的基本思維之一。

隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的風(fēng)行，2015年Ubuntu首度推出了一個(gè)專門針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)的新 Snappy Ubuntu Core ，整合了更多云端和虛擬技術(shù)，并宣稱能夠在無(wú)人機(jī)、機(jī)器人上更順暢地運(yùn)行。

在眾多開源桌面操作系統(tǒng)中，無(wú)論是性能還是界面Ubuntu都被公認(rèn)為是***秀的。

Android

Android系統(tǒng)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)已經(jīng)是相當(dāng)熟悉的“玩伴”了，平常在手機(jī)上見得多，其實(shí)在機(jī)器人領(lǐng)域它也是主流的操作系統(tǒng)，軟銀的Pepper機(jī)器人便是使用的Android系統(tǒng)。由于Android在應(yīng)用程序的審核上相對(duì)寬松，因此目前來(lái)說(shuō)使用Android系統(tǒng)開發(fā)智能機(jī)器人的企業(yè)要占絕大比例。

介紹完三家老牌的操作系統(tǒng)，我們來(lái)看看下面兩家國(guó)內(nèi)力捧的后起之秀：

小i機(jī)器人iBot OS

小i機(jī)器人相信從事機(jī)器人行業(yè)的朋友都不陌生，這可是咱們國(guó)家力捧的“智能機(jī)器人客服***品牌”，看看它的客戶群體你就知道人家有多牛X：

除了Nao和Ina這兩個(gè)大家耳熟能詳?shù)闹悄軝C(jī)器人產(chǎn)品外，小i在操作系統(tǒng)上一樣下了不少功夫：

由小i機(jī)器人自主研發(fā)的智能機(jī)器人云操作系統(tǒng)——iBot OS，采用離線和在線相結(jié)合的服務(wù)模式，能夠幫助普通機(jī)器人和硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的智能人機(jī)交互能力，使其具備智能感知能力、智能認(rèn)知能力、智能協(xié)作能力、邏輯分析能力、自主學(xué)習(xí)能力和情感表達(dá)能力。

iBot OS具備全面的跨平臺(tái)性和強(qiáng)大的硬件適配能力，“Lite版本”為單片機(jī)等嵌入式系統(tǒng)提供支持功能，可運(yùn)行于低成本低主頻的嵌入式硬件內(nèi)，為硬件增加智能處理能力，同時(shí)也兼容x86和Arm等主流硬件平臺(tái)，能夠橋接ROS、Linux、Windows和Android等各種操作系統(tǒng)。

圖靈機(jī)器人操作系統(tǒng)Turing OS

在國(guó)內(nèi)，做智能機(jī)器人產(chǎn)品的數(shù)不勝數(shù)，但敢做并且有實(shí)力做智能機(jī)器人操作系統(tǒng)的，***，小i是一家，圖靈機(jī)器人則是另外一家。

2015年11月，圖靈機(jī)器人發(fā)布了他們的人工智能機(jī)器人專屬操作系統(tǒng)Turing OS，依靠其背后運(yùn)行的思維強(qiáng)化引擎、情感計(jì)算引擎以及自學(xué)習(xí)引擎，提升機(jī)器人的多模態(tài)交互能力。

思維強(qiáng)化引擎

Turing OS基于對(duì)人類宏觀思維模式及微觀思維模式的研究，為機(jī)器人研發(fā)了一套強(qiáng)大的思維強(qiáng)化引擎，讓機(jī)器人具備多種宏觀及微觀思維模式，從而獲得人類思維能力。據(jù)悉，目前搭載Turing OS的機(jī)器人在思維強(qiáng)化引擎的作用下，思維能力已達(dá)到4～5歲兒童水平。

情感計(jì)算引擎

情感計(jì)算引擎主要包含情感識(shí)別及情感表達(dá)兩個(gè)方面。情感識(shí)別是對(duì)人類的正負(fù)向情緒，以及正負(fù)向情緒中的顯性及隱性情緒進(jìn)行判斷。情感表達(dá)是幫助機(jī)器人可通過(guò)多維度輸出情緒，如語(yǔ)言、表情及動(dòng)作等。

自主學(xué)習(xí)引擎

自主學(xué)習(xí)引擎則是基于自學(xué)習(xí)算法和大數(shù)據(jù)支持，在超級(jí)計(jì)算機(jī)上快速迭代，提高機(jī)器的智能水平。

小結(jié)：目前很多機(jī)器人團(tuán)隊(duì)都是集成現(xiàn)有的AI引擎在一起進(jìn)行開發(fā)，但這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。機(jī)器人操作系統(tǒng)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了從底層設(shè)備控制到高層數(shù)據(jù)管理的一大集成，對(duì)于開發(fā)者來(lái)說(shuō)絕對(duì)是一大利器。當(dāng)然羅馬城也不是一天建成的，機(jī)器人操作系統(tǒng)的完善不僅需要海量的硬件適配，也需要海量的開發(fā)者參與其中，我們也應(yīng)該多多支持本土企業(yè)，讓國(guó)產(chǎn)機(jī)器人系統(tǒng)早日沖出中國(guó)，走向世界。