ROS 2.0 給台灣一張進軍全球機器人市場的門票

人工智慧技術的快速演進,讓機器人應用跨出工廠圍籬,走進生活各個領域,像是在飯店可以看到機器人幫忙運送行李或送餐給房客;在賣場或百貨公司,可以看到機器人在和顧客互動、玩遊戲;甚至在安養院,還能看到機器人帶著老人唱歌及做運動。

這種工業生產以外的機器人應用,都屬於服務型機器人的範疇,通常又依據是否具備商業用途而細分成兩種類型:個人/家庭用(主要用於家庭和一般生活)、專業用(針對特定產業與需求而設計)。

根據國際機器人聯合會(IFR)定義,全球服務型機器人正在快速成長中,預計 2018 至 2020 年間,全球個人/家用機器人的年複合成長率為 30~35%,全球專業用機器人則為 20~25%。

資策會數位服務創新研究所副主任蔡明宏認為,服務型機器人的發展潛力,為台灣機器人相關業者提供一個很好的市場切入點,而 2017 年底問世的開源機器人作業系統 ROS 2 正式版,則是台廠強化產品競爭力的關鍵要素之一。

蔡明宏進一步指出,工業型機器人發展歷史悠久,對準確度、可靠度的要求非常高,市場多屬於德系或日系廠商的天下,台廠產品即便做得再好,也很難切入市場,但是服務型機器人則非如此。

一來這塊市場是最近幾年才開始發展,目前正處於百花齊放的狀態,台廠有很大的發展空間,像資策會服創所與智動協會共同成立的服務型機器人聯盟,就是為了推動這塊市場;二來因為應用場域非常多元,服務型機器人在追求穩定可靠之餘,更重視與人互動、因應環境變化的能力,透過 ROS 平台可以快速地建構機器人的大腦,使機器人具備這樣的能力。

ROS 2.0 更適合商業應用

不過,ROS 在最初發展時,以研究教學為主要目標,希望研究生或教授開發出來的功能模組可以被重複利用,以加快後續機器人研究速度,將 ROS 運用到商業市場並非優先考慮,以至於 ROS 1.0 在商業應用上,免不了有些不合適之處。

為了解決商用限制,ROS 2.0 在推出時做了幾項重大改變,首先是去中心化,確保不會因為 master node 不穩定造成系統失效,再來改用 DDS 架構,改善 QoS 確保服務品質。

蔡明宏解釋,ROS 1.0 在傳輸資料上效率較差,加上有些感測器會產生大量數據,如光學雷達(LIDAR),因此使用 ROS 1.0,不只有頻寬問題,還會拉高對機器人控制器演算能力的要求,相對成本也會跟著增加,而 ROS 2.0 的改變使其有更多機會朝商用領域發展。

只可惜 ROS 2.0 有些功能模組尚未成熟,例如:對空間的認知與互動、規劃移動路徑、迴避障礙物…等,這些是服務型機器人很常使用的演算法,在 ROS 1.0 已經有很完整的模組,但在 ROS 2.0 的支援尚未完備,因此目前應用比例並不高,一旦日後發展成熟,市場對 ROS 2.0 的接受度將會比 ROS 1.0 更高。

ROS Ready 元件, 再續  PC 產業輝煌成績

而這對台灣廠商有哪些幫助?蔡明宏認為,這應該分成兩個層面來看,對機器人製造商來說,可以降低成本、縮短開發時間、減少研發投入人力。

ROS 目前在網路上有非常豐富的資源,而且採模組化設計,以前如果要內建導航、避障、空間辨識等功能,機器人開發商要自己撰寫相關元件的驅動程式,現在只要元件帶有 ROS 驅動程式/軟體接口,就可以直接使用,不只省下開發時間,元件的整合、互換性也高,不必擔心被特地元件商綁住。

至於對機器人週邊元件供應商來說,則是可以擴大市場。以前機器人開發商通常不會輕易更換元件供應商,因為已經對元件做最佳化,如果更換元件的話,還要從頭再做一次,而 ROS 有免費參考框架,元件供應商可以事先將驅動程式整合至產品中,例如:凌華就已經在機器人控制器搭載 ROS 2 作業系統,提高機器人開發商的使用意願。

就像以前 Wintel 電腦時代,微軟&Intel 定義了軟硬體框架,台廠只要專注生產品質良好的產品就可以,而 ROS 在機器人產業中就像是微軟的角色,打破過往固定供應鏈的產業形態,在模組化設計的前提下,只要是 ROS Ready 的機器人元件,就有機會進到全球各大機器人市場中,再續台灣 PC 產業的輝煌成績。

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(本文提供合作夥伴轉載,首圖來源:Wikimedia Commons。)

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