Teilnehmer bei der ROS-Industrial-Konferenz in Stuttgart

Im Dezember 2019 gibt es die nächste ROS-Industrial-Konferenz in Stuttgart. Fraunhofer IPA

Prominente Beispiele für die Akzeptanz von ROS sind Amazon und Google. Dies zeigten deren Vorträge auf der jährlich stattfindenden ROS-Industrial-Konferenz in Stuttgart. Beide stellten 2018 jeweils eine neue Plattform vor, um die Entwicklung von Robotern mithilfe von ROS in der Cloud zu ermöglichen. Auch über die Branche hinaus sorgte dieses Engagement von Firmen, deren Kerngeschäft fern der Robotik liegt, für Aufsehen und zahlreiche Schlagzeilen.

Die Amazon-Plattform Robomaker bietet eine browserbasierte Entwicklungsumgebung und zahlreiche cloudbasierte Dienste wie Sprach- und Bilderkennung für Roboter oder Tools für Maschinelles Lernen und Analyse. Auch Google adressiert mit seiner Plattform Cloud Robotics basierend auf ROS den steigenden Bedarf an Lösungen, die skalierbar sind, kollaborative Fähigkeiten und Verhalten sowie eine robuste Verwaltung von Änderungen und Monitoring bieten. Und das Namenskarussell prominenter ROS-Unterstützer dreht sich 2019 weiter: Sogar Facebook bietet mit „PyRobot“ eine offene, ROS-basierte Plattform, mit der Entwickler Anwendungen mit Robotik oder künstlicher Intelligenz umsetzen können.

Video: Entwickeln, Testen und Bereitstellen von Robotikanwendungen mit dem RoboMaker von AWS

Mit ihrem Angebot bestätigen die Internetgiganten Henrik Christensen, Professor an der UC San Diego. Dieser nannte in seiner Key Note drei treibende Faktoren, warum Roboteranwendungen zunehmend keine Insellösungen mehr sein werden. Stattdessen werden sie in größeren, vernetzten Strukturen oder Ökosystemen agieren und Daten teilen. Zu den entscheidenden Faktoren gehören die geforderte Flexibilität in Produktionen, die alternde Weltbevölkerung verbunden mit dem Wunsch nach mehr automatisierter Dienstleistung zuhause und drittens die Verstädterung, die die Logistik vor stetig wachsende Herausforderungen stellt: Roboter müssen in allen Kontexten kosteneffizient und robust sein, was sich perspektivisch nur über die Cloud bieten lässt. Denn entsprechende Hardware auf den Systemen ist entweder nicht sinnvoll in die Geräte zu integrieren, zum Beispiel bei Haushaltsrobotern, oder die Systeme werden zu teuer, zum Beispiel autonom fahrende Autos.

Neben den großen Playern agieren zahlreiche weitere Firmen vornehmlich aus den USA und Asien innerhalb dieser neuen Ökosysteme. Sie haben ihr Geschäftsmodell dahingehend geändert, Dinge oder Technologien nicht mehr zu besitzen, sondern sie als Plattform-Dienste anzubieten. ROS kann ein entscheidender Faktor sein, um die nötige Standardisierung für diese Entwicklung hin zu gemeinsamen Plattformen zu bieten.

Video: Wie Google ROS in Cloud Robotics einsetzt

ROS basierte Software für die freie Navigation von mobilen Robotern

Das Fraunhofer IPA hat mithilfe von ROS eine Software für die freie Navigation von mobilen Robotern entwickelt. Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Eine Konferenzsession war Anwendungs-Highlights mit ROS gewidmet. So stellte das Forschungszentrum Informatik FZI zusammen mit Opel eine Anwendung vor, bei der ein Roboter eine Autotürdichtung mit rund 35 Metallpins befestigt. Zwar ist die Anwendung bisher nicht in der Produktion im Einsatz, Opel bewertete sie jedoch hinsichtlich der funktionalen Sicherheit positiv.

Zwei Navigationslösungen für mobile Roboter präsentierte das Fraunhofer IPA. Zum einen läuft die IPA-Navigationssoftware mit ROS-Modulen auf fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) von Bär Automation. Diese FTF sind in einer Automobilproduktion im Einsatz, um die Karosserien flexibel von Montagestation zu Montagestation zu bringen. Außerdem navigieren sogenannte „Smart Transport Robots (STR) “ im BMW Group Werk Regensburg mit der IPA-Software. Auch hier ging es darum, eine sehr flexible und robuste Navigation zu ermöglichen.

Über das Robot Operating System

ROS, das steht für Robot Operating System, ist ein Open Source Framework, um Software für Robotik-Anwendungen zu schreiben. Dieses Programmiergerüst besteht aus einer Sammlung von Funktionalitäten, Treibern sowie einer Kommunikationsschicht. Es wurde 2007 veröffentlicht und war ursprünglich für den Einsatz im Forschungsbereich und der schnellen Prototypenentwicklung, z.B. mit dem Serviceroboter PR2, vorgesehen.

Aufgrund seiner Offenheit und einfachen Erweiterbarkeit konnte ROS sehr schnell eine breite Entwickler- und Anwendergemeinde anziehen und sich sehr schnell zum De-facto-Standard in der universitären Roboterforschung entwickeln. Entsprechend dem vorgesehenen Einsatzzweck standen Aspekte wie Echtzeitfähigkeit oder Safety- & Security-Funktionen nicht im Fokus der ursprünglichen Entwicklung. Vielmehr soll ROS einfach zu erlernen sein und dem Entwickler möglichst wenig Steine im Aufbau und Umbau, in der Analyse und Beobachtung seines Systems in den Weg legen.

ROS bietet Komponenten für Manipulation, Navigation oder Bildverarbeitung, aber auch Treiber, Algorithmen sowie Diagnose- und Entwicklungswerkzeuge. Diese sind frei verfügbar, herstellerunabhängig, standardisiert und entstehen partizipativ. Einmal entwickelte Komponenten können mehrfach verwendet werden, was die Entwicklung und Inbetriebnahme von Robotersystemen effizienter macht. Und jedermann kann die Komponenten als Basis für die Neu- oder Fortentwicklung nutzen. Auch eine kommerzielle Nutzung ist bereits recht verbreitet und beinhaltet häufig sowohl Open-Source- als auch Closed-Source-Komponenten.

Was sich mit ROS2 ändern soll, lesen Sie auf der nächsten Seite.

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