ರೋಬೋಟ್ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ (ROS) ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಾವೀಣ್ಯತೆ: ROS ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್‌ಗೆ ಒಂದು ಜಾಗತಿಕ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ

ರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ವೇಗವಾಗಿ ವಿಕಸನಗೊಳ್ಳುತ್ತಿದೆ, ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ, ಯಂತ್ರ ಕಲಿಕೆ, ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರೀಕರಣದಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಜಗತ್ತಿನಾದ್ಯಂತ ಉದ್ಯಮಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತಿವೆ. ಈ ತಾಂತ್ರಿಕ ಕ್ರಾಂತಿಯ ಹೃದಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ರೋಬೋಟ್ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ (ROS) ಇದೆ, ಇದು ರೋಬೋಟ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಅನಿವಾರ್ಯ ಸಾಧನವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಟ್ಟಿರುವ ಒಂದು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯುತ ಫ್ರೇಮ್‌ವರ್ಕ್ ಆಗಿದೆ. ಈ ಸಮಗ್ರ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿಯನ್ನು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ರೋಬೋಟಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ROS ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಉತ್ಸುಕರಾಗಿರುವ ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು, ಸಂಶೋಧಕರು, ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು ಮತ್ತು ಉತ್ಸಾಹಿಗಳ ಜಾಗತಿಕ ಪ್ರೇಕ್ಷಕರಿಗಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ.

ರೋಬೋಟ್ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ (ROS) ಎಂದರೇನು?

ROS ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ ವಿಂಡೋಸ್ ಅಥವಾ ಲಿನಕ್ಸ್‌ನಂತಹ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅಲ್ಲ. ಬದಲಿಗೆ, ಇದು ರೋಬೋಟ್ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್ ರಚಿಸಲು ಲೈಬ್ರರಿಗಳು, ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಪ್ರದಾಯಗಳ ಒಂದು ಗುಂಪನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಮಿಡಲ್‌ವೇರ್ ಆಗಿದೆ. ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ವಿಲೋ ಗ್ಯಾರೇಜ್‌ನಿಂದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಮತ್ತು ಈಗ ROS ಸಮುದಾಯದಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲ್ಪಡುವ ROS, ವಿಭಿನ್ನ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳಬಹುದಾದ ಮತ್ತು ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ರೋಬೋಟ್ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್ ಬರೆಯಲು ಪ್ರಮಾಣಿತ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಂವಹನ ಪದರವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ರೋಬೋಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ವಿಭಿನ್ನ ಘಟಕಗಳಾದ ಸಂವೇದಕಗಳು, ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್‌ಗಳು, ನ್ಯಾವಿಗೇಷನ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬಳಕೆದಾರ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ಗಳು – ಮನಬಂದಂತೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.

ROS ನ ಪ್ರಮುಖ ತತ್ವಗಳು

ROS ಅದರ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುವ ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ತತ್ವಗಳ ಮೇಲೆ ನಿರ್ಮಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ:

ವಿಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪ: ROS ವಿತರಿಸಿದ, ಸಂದೇಶ-ರವಾನೆಯ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದೇ, ಏಕಶಿಲೆಯ ಪ್ರೋಗ್ರಾಂ ಬದಲಿಗೆ, ರೋಬೋಟ್ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನೋಡ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಸಣ್ಣ, ಸ್ವತಂತ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಪ್ರಕಟಿಸು-ಚಂದಾದಾರರಾಗು ಸಂವಹನ: ನೋಡ್‌ಗಳು ವಿಷಯಗಳಿಗೆ (topics) ಸಂದೇಶಗಳನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಇತರ ನೋಡ್‌ಗಳಿಂದ ವಿಷಯಗಳಿಗೆ ಚಂದಾದಾರರಾಗುವ ಮೂಲಕ ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತವೆ. ಇದು ನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುತ್ತದೆ, ಅವು ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ವಿಕಸನಗೊಳ್ಳಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
ಪ್ಯಾಕೇಜುಗಳು: ROS ಕೋಡ್ ಅನ್ನು ಪ್ಯಾಕೇಜುಗಳಲ್ಲಿ ಆಯೋಜಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇವು ನೋಡ್‌ಗಳು, ಲೈಬ್ರರಿಗಳು, ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್ ಫೈಲ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸ್ವಾವಲಂಬಿ ಘಟಕಗಳಾಗಿವೆ. ಈ ಮಾಡ್ಯುಲಾರಿಟಿ ಕೋಡ್ ಮರುಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಸಹಯೋಗವನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಯುಟಿಲಿಟಿಗಳು: ROS ದೃಶ್ಯೀಕರಣ (ಉದಾ., RViz), ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ (ಉದಾ., Gazebo), ಡೀಬಗ್ಗಿಂಗ್, ಡೇಟಾ ಲಾಗಿಂಗ್ (rosbag), ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನವುಗಳಿಗಾಗಿ ಉಪಕರಣಗಳ ಶ್ರೀಮಂತ ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಂದಿಗೆ ಬರುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ನಿಮ್ಮ ರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್ ಯೋಜನೆಗಳಿಗಾಗಿ ROS ಅನ್ನು ಏಕೆ ಆರಿಸಬೇಕು?

ವಿಶ್ವದಾದ್ಯಂತ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ಉದ್ಯಮಗಳಲ್ಲಿ ROS ನ ವ್ಯಾಪಕ ಅಳವಡಿಕೆಯು ಅದರ ಹಲವಾರು ಪ್ರಯೋಜನಗಳಿಗೆ ಸಾಕ್ಷಿಯಾಗಿದೆ:

ಮುಕ್ತ-ಮೂಲ ಮತ್ತು ಸಮುದಾಯ-ಚಾಲಿತ: ROS ಬಳಸಲು ಉಚಿತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುವ, ಪೂರ್ವ-ನಿರ್ಮಿತ ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬೆಂಬಲ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಒಂದು ರೋಮಾಂಚಕ, ಜಾಗತಿಕ ಸಮುದಾಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಅಮೂರ್ತತೆ: ROS ಕೆಳ-ಹಂತದ ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಭಾಗವನ್ನು ಅಮೂರ್ತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಅಭಿವರ್ಧಕರು ಉನ್ನತ-ಮಟ್ಟದ ರೋಬೋಟ್ ಕಾರ್ಯಚಟುವಟಿಕೆಗಳ ಮೇಲೆ ಗಮನಹರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.
ಕ್ರಾಸ್-ಪ್ಲಾಟ್‌ಫಾರ್ಮ್ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ: ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಲಿನಕ್ಸ್ (ಉಬುಂಟು) ಮೇಲೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ROS ಅನ್ನು macOS ಮತ್ತು ವಿಂಡೋಸ್‌ನಲ್ಲೂ ಬಳಸಬಹುದು, ಇದು ವ್ಯಾಪಕ ಪ್ರವೇಶವನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಶ್ರೀಮಂತ ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆ: ನ್ಯಾವಿಗೇಷನ್, ಮ್ಯಾನಿಪ್ಯುಲೇಶನ್, ಗ್ರಹಿಕೆ ಮತ್ತು ಮಾನವ-ರೋಬೋಟ್ ಸಂವಹನದಂತಹ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗಾಗಿ ಲೈಬ್ರರಿಗಳು ಮತ್ತು ಉಪಕರಣಗಳ ಸಂಪತ್ತು ಲಭ್ಯವಿದೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಜನಪ್ರಿಯ ಸಂವೇದಕಗಳು ಮತ್ತು ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಪ್ಲಾಟ್‌ಫಾರ್ಮ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗಿದೆ.
ವಿಸ್ತರಣೀಯತೆ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲಾರಿಟಿ: ನೋಡ್-ಆಧಾರಿತ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪವು ಸರಳ, ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಘಟಕಗಳಿಂದ ಸಂಕೀರ್ಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ರೋಬೋಟ್ ನಡವಳಿಕೆಗಳನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಮತ್ತು ಮಾರ್ಪಡಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

ROS ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್: ನಿರ್ಮಾಣದ ಘಟಕಗಳು

ROS ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್ ಅದರ ಮೂಲಭೂತ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಅವು ಹೇಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ROS ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಭಾಷೆಗಳು ಪೈಥಾನ್ ಮತ್ತು C++, ಇದು ಅಭಿವರ್ಧಕರಿಗೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು ಮತ್ತು ವೈಯಕ್ತಿಕ ಆದ್ಯತೆಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

ನೋಡ್‌ಗಳು

ಹೇಳಿದಂತೆ, ನೋಡ್‌ಗಳು ROS ನಲ್ಲಿ ಗಣನೆಯ ಮೂಲಭೂತ ಘಟಕಗಳಾಗಿವೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ನೋಡ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಮೋಟಾರ್ ಅನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು, ಸಂವೇದಕ ಡೇಟಾವನ್ನು ಓದುವುದು, ಅಥವಾ ಪಥ ಯೋಜನೆ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ ಅನ್ನು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸುವುದು. ನೋಡ್‌ಗಳು ಸಂದೇಶಗಳ ಮೂಲಕ ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತವೆ.

ಉದಾಹರಣೆ: ಒಂದು ನೋಡ್ IMU (ಇನರ್ಶಿಯಲ್ ಮೆಷರ್‌ಮೆಂಟ್ ಯೂನಿಟ್) ಸಂವೇದಕದಿಂದ ಡೇಟಾವನ್ನು ಓದಿ ಅದನ್ನು sensor_msgs/Imu ಸಂದೇಶವಾಗಿ ಪ್ರಕಟಿಸುವ ಜವಾಬ್ದಾರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು.

ವಿಷಯಗಳು (Topics)

ವಿಷಯಗಳು (Topics) ನೋಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಡೇಟಾವನ್ನು ವಿನಿಮಯ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುವ ಹೆಸರಿಸಲಾದ ಬಸ್‌ಗಳಾಗಿವೆ. ಡೇಟಾವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ನೋಡ್ (ಪ್ರಕಾಶಕ) ಒಂದು ವಿಷಯಕ್ಕೆ ಸಂದೇಶಗಳನ್ನು ಕಳುಹಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಆ ಡೇಟಾದಲ್ಲಿ ಆಸಕ್ತಿ ಹೊಂದಿರುವ ಇತರ ನೋಡ್‌ಗಳು (ಚಂದಾದಾರರು) ಆ ವಿಷಯದಿಂದ ಆ ಸಂದೇಶಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಬಹುದು. ಈ ಪ್ರಕಟಿಸು-ಚಂದಾದಾರರಾಗು ಮಾದರಿಯು ROS ನ ವಿಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಸ್ವರೂಪಕ್ಕೆ ಪ್ರಮುಖವಾಗಿದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ: ಕ್ಯಾಮೆರಾ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸುವ ನೋಡ್ /camera/image_raw ಎಂಬ ವಿಷಯಕ್ಕೆ ಪ್ರಕಟಿಸಬಹುದು. ವಸ್ತು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುವ ಮತ್ತೊಂದು ನೋಡ್ ಈ ವಿಷಯಕ್ಕೆ ಚಂದಾದಾರರಾಗುತ್ತದೆ.

ಸಂದೇಶಗಳು (Messages)

ಸಂದೇಶಗಳು ನೋಡ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಲು ಬಳಸುವ ಡೇಟಾ ರಚನೆಗಳಾಗಿವೆ. ROS ಸಾಮಾನ್ಯ ರೋಬೋಟಿಕ್ ಡೇಟಾಗಳಾದ ಸಂವೇದಕ ವಾಚನಗೋಷ್ಠಿಗಳು, ಭಂಗಿಗಳು ಮತ್ತು ಆಜ್ಞೆಗಳಿಗಾಗಿ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಸಂದೇಶ ಪ್ರಕಾರಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅಗತ್ಯಗಳಿಗೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಅಭಿವರ್ಧಕರು ಕಸ್ಟಮ್ ಸಂದೇಶ ಪ್ರಕಾರಗಳನ್ನು ಸಹ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಬಹುದು.

ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಂದೇಶ ಪ್ರಕಾರಗಳು:

std_msgs/String: ಒಂದು ಸರಳ ಸ್ಟ್ರಿಂಗ್ ಸಂದೇಶ.
geometry_msgs/Twist: ವೇಗದ ಆಜ್ಞೆಗಳನ್ನು (ರೇಖೀಯ ಮತ್ತು ಕೋನೀಯ) ಕಳುಹಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
sensor_msgs/Image: ಕ್ಯಾಮೆರಾದಿಂದ ಇಮೇಜ್ ಡೇಟಾವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.
nav_msgs/Odometry: ರೋಬೋಟ್ ಭಂಗಿ ಮತ್ತು ವೇಗದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.

ಸೇವೆಗಳು (Services)

ವಿಷಯಗಳನ್ನು ನಿರಂತರ ಡೇಟಾ ಸ್ಟ್ರೀಮ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಬಳಸಿದರೆ, ಸೇವೆಗಳನ್ನು ವಿನಂತಿ-ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಲೈಂಟ್ ನೋಡ್ ಸರ್ವರ್ ನೋಡ್ ಒದಗಿಸಿದ ಸೇವೆಯನ್ನು ಕರೆಯಬಹುದು, ಮತ್ತು ಸರ್ವರ್ ನೋಡ್ ಒಂದು ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹಿಂತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ. ರೋಬೋಟ್‌ನ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಮರುಹೊಂದಿಸುವುದು ಅಥವಾ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವಂತಹ ನಿರಂತರ ಡೇಟಾ ಹರಿವಿನ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳಿಗೆ ಸೇವೆಗಳು ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿವೆ.

ಉದಾಹರಣೆ: ರೋಬೋಟ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಗುರಿ ಸ್ಥಳಕ್ಕೆ ಚಲಿಸಲು ಪ್ರಚೋದಿಸಲು ಸೇವೆಯನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು, ಸೇವೆಯು ಯಶಸ್ಸು ಅಥವಾ ವೈಫಲ್ಯದ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಹಿಂತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಕ್ರಿಯೆಗಳು (Actions)

ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯೊಂದಿಗೆ ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಉನ್ನತ-ಮಟ್ಟದ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ. ಪೂರ್ಣಗೊಳ್ಳಲು ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ನಿರಂತರ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಗುರಿಗಳಿಗೆ ಇವು ಸೂಕ್ತವಾಗಿವೆ. ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಗುರಿ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ.

ಉದಾಹರಣೆ: ನ್ಯಾವಿಗೇಷನ್ ಆಕ್ಷನ್ ಸರ್ವರ್ ಗುರಿ ಸ್ಥಳಕ್ಕಾಗಿ geometry_msgs/PoseStamped ಗುರಿಯನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಬಹುದು. ನಂತರ ಅದು ರೋಬೋಟ್‌ನ ಪ್ರಗತಿಯ ಕುರಿತು ನಿರಂತರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗುರಿಯನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ತಲುಪಲಾಗಿದೆಯೇ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುವ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ಹಿಂತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ.

ROS ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭಿಸುವುದು

ನಿಮ್ಮ ROS ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್ ಪ್ರಯಾಣವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುವುದು ಒಂದು ರೋಮಾಂಚಕಾರಿ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗಿದೆ. ನೀವು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು ಇಲ್ಲಿದೆ ಒಂದು ಮಾರ್ಗಸೂಚಿ:

1. ಇನ್‌ಸ್ಟಾಲೇಶನ್

ಮೊದಲ ಹೆಜ್ಜೆ ನಿಮ್ಮ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ROS ಅನ್ನು ಇನ್‌ಸ್ಟಾಲ್ ಮಾಡುವುದು. ROS ಉಬುಂಟು ಲಿನಕ್ಸ್ ನಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬೆಂಬಲಿತವಾಗಿದೆ. ಇನ್‌ಸ್ಟಾಲೇಶನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಇವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ:

ನಿಮ್ಮ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗೆ ROS ರೆಪೊಸಿಟರಿಯನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು.
ROS ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸುವುದು (ಉದಾ., ROS Noetic Ninjemys, ROS 2 Humble Hawksbill).
ನಿಮ್ಮ ROS ಪರಿಸರವನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸುವುದು.

ಅಧಿಕೃತ ROS ವಿಕಿ (wiki.ros.org) ವಿವಿಧ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ವಿವರವಾದ, ವಿತರಣೆ-ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಇನ್‌ಸ್ಟಾಲೇಶನ್ ಸೂಚನೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

2. ROS ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು

ಅಗತ್ಯವಾದ ROS ಕಮಾಂಡ್-ಲೈನ್ ಉಪಕರಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಪರಿಚಿತರಾಗಿ:

roscore: ಎಲ್ಲಾ ಇತರ ನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಮತ್ತು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮಾಸ್ಟರ್ ನೋಡ್.
rosrun: ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ನಿಂದ ROS ನೋಡ್ ಅನ್ನು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
roslaunch: ಲಾಂಚ್ ಫೈಲ್ (XML ಸ್ವರೂಪ) ಬಳಸಿ ಒಂದು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ROS ನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಪ್ರಾರಂಭವನ್ನು ಸರಳಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
rostopic: ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ (ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡುವುದು, ಸಂದೇಶಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಸುವುದು, ಸಂದೇಶಗಳನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸುವುದು).
rosservice: ಸೇವೆಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ.
rosnode: ನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತದೆ.

3. ನಿಮ್ಮ ಮೊದಲ ROS ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸುವುದು

ROS ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್ ಸಂಘಟನೆಯ ಮೂಲಭೂತ ಘಟಕವಾಗಿದೆ. ನಿಮ್ಮ ನೋಡ್‌ಗಳು, ಸ್ಕ್ರಿಪ್ಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್ ಫೈಲ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ನೀವು ಕಲಿಯುವಿರಿ.

ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ರಚಿಸಲು ಕ್ರಮಗಳು:

ನಿಮ್ಮ ROS ವರ್ಕ್‌ಸ್ಪೇಸ್‌ನ src ಡೈರೆಕ್ಟರಿಗೆ ನ್ಯಾವಿಗೇಟ್ ಮಾಡಿ.
ಕಮಾಂಡ್ ಬಳಸಿ: catkin_create_pkg my_package_name roscpp rospy std_msgs (ROS 1 ಗಾಗಿ) ಅಥವಾ ros2 pkg create --build-type ament_cmake my_package_name (ROS 2 ಗಾಗಿ).

ಈ ಕಮಾಂಡ್ package.xml ಮತ್ತು CMakeLists.txt (C++ ಗಾಗಿ) ಅಥವಾ setup.py (Python ಗಾಗಿ) ನಂತಹ ಪ್ರಮಾಣಿತ ROS ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಫೈಲ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೊಸ ಡೈರೆಕ್ಟರಿಯನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ.

4. ROS ನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಬರೆಯುವುದು

ROS ನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಬರೆಯುವುದು ಪ್ರಕಾಶಕರು, ಚಂದಾದಾರರು, ಸೇವಾ ಕ್ಲೈಂಟ್‌ಗಳು/ಸರ್ವರ್‌ಗಳು, ಮತ್ತು ಆಕ್ಷನ್ ಕ್ಲೈಂಟ್‌ಗಳು/ಸರ್ವರ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ROS ಕ್ಲೈಂಟ್ ಲೈಬ್ರರಿಗಳನ್ನು (roscpp C++ ಗಾಗಿ ಮತ್ತು rospy Python ಗಾಗಿ) ಬಳಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.

ಪೈಥಾನ್ ಉದಾಹರಣೆ (ROS 1 `rospy`): ಒಂದು ಸರಳ ಪಬ್ಲಿಷರ್


import rospy
from std_msgs.msg import String

def talker():
    pub = rospy.Publisher('chatter', String, queue_size=10)
    rospy.init_node('talker', anonymous=True)
    rate = rospy.Rate(1) # 1hz
    while not rospy.is_shutdown():
        hello_str = "hello world %s" % rospy.get_time()
        rospy.loginfo(hello_str)
        pub.publish(hello_str)
        rate.sleep()

if __name__ == '__main__':
    try:
        talker()
    except rospy.ROSInterruptException:
        pass

C++ ಉದಾಹರಣೆ (ROS 1 `roscpp`): ಒಂದು ಸರಳ ಪಬ್ಲಿಷರ್


#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"

int main(int argc, char **argv)
{
  ros::init(argc, argv, "talker");
  ros::NodeHandle nh;
  ros::Publisher chatter_pub = nh.advertise("chatter", 1000);
  ros::Rate loop_rate(1);

  while (ros::ok())
  {
    std_msgs::String msg;
    msg.data = "Hello World";
    chatter_pub.publish(msg);
    
    ros::spinOnce();

    loop_rate.sleep();
  }

  return 0;
}

5. ನಿಮ್ಮ ವರ್ಕ್‌ಸ್ಪೇಸ್ ಅನ್ನು ಕಂಪೈಲ್ ಮಾಡುವುದು

ROS ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಿದ ಅಥವಾ ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ನಂತರ, ನೀವು ನಿಮ್ಮ ವರ್ಕ್‌ಸ್ಪೇಸ್ ಅನ್ನು catkin_make (ROS 1) ಅಥವಾ colcon build (ROS 2) ಬಳಸಿ ಕಂಪೈಲ್ ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನಿಮ್ಮ C++ ನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿಮ್ಮ ಪೈಥಾನ್ ಸ್ಕ್ರಿಪ್ಟ್‌ಗಳನ್ನು ROS ಮೂಲಕ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ROS 1:


cd ~/catkin_ws # ಅಥವಾ ನಿಮ್ಮ ವರ್ಕ್‌ಸ್ಪೇಸ್ ಡೈರೆಕ್ಟರಿ
catkin_make
source devel/setup.bash

ROS 2:


cd ~/ros2_ws # ಅಥವಾ ನಿಮ್ಮ ವರ್ಕ್‌ಸ್ಪೇಸ್ ಡೈರೆಕ್ಟರಿ
colcon build
source install/setup.bash

ಸುಧಾರಿತ ROS ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳು ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು

ಒಮ್ಮೆ ನೀವು ಮೂಲಭೂತ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಗ್ರಹಿಸಿದರೆ, ನೀವು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿತ ROS ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳು ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಬಹುದು:

ROS ನ್ಯಾವಿಗೇಷನ್ ಸ್ಟಾಕ್

ROS ನ್ಯಾವಿಗೇಷನ್ ಸ್ಟಾಕ್ ಮೊಬೈಲ್ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳಿಗೆ ತಮ್ಮ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಸ್ವಾಯತ್ತವಾಗಿ ಸಂಚರಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುವ ಶಕ್ತಿಯುತ ಸಾಧನಗಳ ಗುಂಪಾಗಿದೆ. ಇದು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ:

ಜಾಗತಿಕ ಯೋಜನೆ: ನಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಾರಂಭದಿಂದ ಗುರಿ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು.
ಸ್ಥಳೀಯ ಯೋಜನೆ: ತಕ್ಷಣದ ಅಡೆತಡೆಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತಾ ಜಾಗತಿಕ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಅನುಸರಿಸಲು ವೇಗದ ಆಜ್ಞೆಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು.
ಸ್ಥಳೀಕರಣ: ನಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ರೋಬೋಟ್‌ನ ಭಂಗಿಯನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡುವುದು.
ನಕ್ಷೆ ನಿರ್ವಹಣೆ: ಆಕ್ಯುಪೆನ್ಸಿ ಗ್ರಿಡ್ ನಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಬಳಸುವುದು.

ಸ್ವಾಯತ್ತ ಗೋದಾಮಿನ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳು, ವಿತರಣಾ ಡ್ರೋನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸೇವಾ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳಂತಹ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಈ ಸ್ಟಾಕ್ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.

ROS ಮ್ಯಾನಿಪ್ಯುಲೇಶನ್

ಕೈಗಳು ಅಥವಾ ಗ್ರಿಪ್ಪರ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ, ROS ಮ್ಯಾನಿಪ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಾಗಿ ಲೈಬ್ರರಿಗಳು ಮತ್ತು ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ:

MoveIt!: ಚಲನೆಯ ಯೋಜನೆ, ಘರ್ಷಣೆ ಪರಿಶೀಲನೆ, ಮತ್ತು ರೋಬೋಟಿಕ್ ಕೈಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಚೌಕಟ್ಟು.
ಗ್ರಹಿಕೆ: ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಭಂಗಿಗಳನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು 3D ಸಂವೇದಕ ಡೇಟಾವನ್ನು (ಉದಾ., ಡೆಪ್ತ್ ಕ್ಯಾಮೆರಾಗಳಿಂದ) ಸಂಸ್ಕರಿಸಲು ಲೈಬ್ರರಿಗಳು.
ಹಿಡಿಯುವಿಕೆ (Grasping): ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲೆ ಹಿಡಿತವನ್ನು ಯೋಜಿಸಲು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲು ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳು.

ಕೈಗಾರಿಕಾ ಯಾಂತ್ರೀಕರಣ, ರೋಬೋಟಿಕ್ ಶಸ್ತ್ರಚಿಕಿತ್ಸೆ, ಮತ್ತು ಜೋಡಣೆ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗೆ ಈ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು ಅತ್ಯಗತ್ಯ.

ಗ್ರಹಿಕೆಗಾಗಿ ROS

ಗ್ರಹಿಕೆಯು ಆಧುನಿಕ ರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್‌ನ ಆಧಾರಸ್ತಂಭವಾಗಿದೆ, ಇದು ರೋಬೋಟ್‌ಗಳಿಗೆ ತಮ್ಮ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಪರಿಸರವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ROS ಹಲವಾರು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ವಿಷನ್ ಮತ್ತು ಸಂವೇದಕ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಲೈಬ್ರರಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಮನಬಂದಂತೆ ಸಂಯೋಜನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ:

OpenCV: ಇಮೇಜ್ ಪ್ರೊಸೆಸಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ವಿಷನ್ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗೆ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ಲೈಬ್ರರಿ.
PCL (ಪಾಯಿಂಟ್ ಕ್ಲೌಡ್ ಲೈಬ್ರರಿ): LiDAR ಸ್ಕ್ಯಾನ್‌ಗಳಂತಹ 3D ಸಂವೇದಕ ಡೇಟಾವನ್ನು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೊಳಿಸಲು.
ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ವಿಷನ್ ನೋಡ್‌ಗಳು: ವಸ್ತು ಪತ್ತೆ (ಉದಾ., YOLO, SSD ಬಳಸಿ), ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ, ಮತ್ತು SLAM (ಏಕಕಾಲಿಕ ಸ್ಥಳೀಕರಣ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್) ನಂತಹ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗಾಗಿ ಪೂರ್ವ-ನಿರ್ಮಿತ ನೋಡ್‌ಗಳು.

ಸ್ವಾಯತ್ತ ವಾಹನಗಳು ಮತ್ತು ತಪಾಸಣೆ ಡ್ರೋನ್‌ಗಳಂತಹ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ರಚನೆಯಿಲ್ಲದ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಈ ಉಪಕರಣಗಳು ಅತ್ಯಗತ್ಯ.

ROS ಮತ್ತು AI/ML ಏಕೀಕರಣ

ROS ಮತ್ತು ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ/ಯಂತ್ರ ಕಲಿಕೆಯ ನಡುವಿನ ಸಿನರ್ಜಿಯು ರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಆಳವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತಿದೆ. ML ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ನಿಯೋಜಿಸಲು ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ROS ಆದರ್ಶ ವೇದಿಕೆಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ:

TensorFlow/PyTorch ಏಕೀಕರಣ: ML ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ಇನ್‌ಫರೆನ್ಸ್ ಚಲಾಯಿಸಲು ROS ನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬಹುದು, ಇದು ಸುಧಾರಿತ ವಸ್ತು ಗುರುತಿಸುವಿಕೆ, ಸೆಮ್ಯಾಂಟಿಕ್ ವಿಭಾಗೀಕರಣ, ಮತ್ತು ಬಲವರ್ಧನೆಯ ಕಲಿಕೆ-ಆಧಾರಿತ ನಿಯಂತ್ರಣದಂತಹ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆ: ROS ನ rosbag ಉಪಕರಣವು ಸಂವೇದಕಗಳಿಂದ ದೊಡ್ಡ ಡೇಟಾಸೆಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ಅಮೂಲ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ನಂತರ ML ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ತರಬೇತಿ ನೀಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಸಿಮ್-ಟು-ರಿಯಲ್ ವರ್ಗಾವಣೆ: ROS ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾದ Gazebo ನಂತಹ ಸಿಮ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು, ಭೌತಿಕ ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಮೇಲೆ ನಿಯೋಜಿಸುವ ಮೊದಲು ವರ್ಚುವಲ್ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳಿಗೆ ತರಬೇತಿ ನೀಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಧುನಿಕ AI ರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್‌ನ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಅಂಶವಾಗಿದೆ.

ROS 2: ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆ

ROS 2 ಮೂಲ ROS ಚೌಕಟ್ಟಿನ ಗಮನಾರ್ಹ ವಿಕಸನವಾಗಿದೆ, ಇದು ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಧುನಿಕ ರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಹೊಸ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ:

ನೈಜ-ಸಮಯದ ಬೆಂಬಲ: ನೈಜ-ಸಮಯದ ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ವರ್ಧಿತ ಬೆಂಬಲ.
ಬಹು-ರೋಬೋಟ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು: ಬಹು ರೋಬೋಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸಮನ್ವಯಗೊಳಿಸಲು ಸುಧಾರಿತ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು.
ಭದ್ರತೆ: ಹೆಚ್ಚು ದೃಢವಾದ ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಭದ್ರತಾ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು.
ಕ್ರಾಸ್-ಪ್ಲಾಟ್‌ಫಾರ್ಮ್: ವಿಂಡೋಸ್ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಕೋಸ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಲಿನಕ್ಸ್‌ನ ಆಚೆಗಿನ ಪ್ಲಾಟ್‌ಫಾರ್ಮ್‌ಗಳಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಬೆಂಬಲ.
DDS (ಡೇಟಾ ವಿತರಣಾ ಸೇವೆ): ಹಳೆಯ ROS ಸಂವಹನ ಪದರವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಸುಧಾರಿತ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

ರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್ ಭೂದೃಶ್ಯವು ಪ್ರಬುದ್ಧವಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ROS 1 ಮತ್ತು ROS 2 ಎರಡನ್ನೂ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಹೆಚ್ಚು ಮುಖ್ಯವಾಗುತ್ತಿದೆ.

ROS ನ ಜಾಗತಿಕ ಪ್ರಭಾವ ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು

ROS ನ ಪ್ರಭಾವವು ಜಾಗತಿಕವಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ, ವಿವಿಧ ವಲಯಗಳಲ್ಲಿ ನಾವೀನ್ಯತೆಯನ್ನು ಸಶಕ್ತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ:

ಸ್ವಾಯತ್ತ ವಾಹನಗಳು: ವಿಶ್ವದಾದ್ಯಂತ ಕಂಪನಿಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಸ್ಥೆಗಳು ಸ್ವಯಂ-ಚಾಲನಾ ಕಾರು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ROS ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಅದರ ನ್ಯಾವಿಗೇಷನ್, ಗ್ರಹಿಕೆ, ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.
ಕೈಗಾರಿಕಾ ಯಾಂತ್ರೀಕರಣ: ತಯಾರಕರು ಜೋಡಣೆ ಮಾರ್ಗಗಳಲ್ಲಿ, ಲಾಜಿಸ್ಟಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಗುಣಮಟ್ಟದ ತಪಾಸಣೆಗಾಗಿ ಬುದ್ಧಿವಂತ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ROS ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಜರ್ಮನಿಯ ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಕಾರ್ಖಾನೆಗಳಲ್ಲಿ, ಏಷ್ಯಾದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಉತ್ತರ ಅಮೆರಿಕಾದಲ್ಲಿ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಗೋದಾಮುಗಳಲ್ಲಿ ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು.
ಆರೋಗ್ಯ ರಕ್ಷಣೆ: ರೋಬೋಟಿಕ್ ಶಸ್ತ್ರಚಿಕಿತ್ಸಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು, ರೋಗಿಗಳ ಸಹಾಯ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳು, ಮತ್ತು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ಯಾಂತ್ರೀಕರಣ ವೇದಿಕೆಗಳು ನಿಖರವಾದ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ ROS ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.
ಕೃಷಿ: ಯುರೋಪ್, ಉತ್ತರ ಅಮೆರಿಕ, ಮತ್ತು ಆಸ್ಟ್ರೇಲಿಯಾದಾದ್ಯಂತ ಕೃಷಿ ಕೇಂದ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ವಾಯತ್ತ ಟ್ರ್ಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳು, ನಿಖರವಾದ ಸಿಂಪರಣೆ ಡ್ರೋನ್‌ಗಳು, ಮತ್ತು ಕೊಯ್ಲು ರೋಬೋಟ್‌ಗಳು ROS ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಿವೆ.
ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಶಿಕ್ಷಣ: ROS ಜಾಗತಿಕವಾಗಿ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರಧಾನವಾಗಿದೆ, ಇದು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ರೋಬೋಟಿಸ್ಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು AI ಸಂಶೋಧಕರನ್ನು ಪೋಷಿಸುತ್ತದೆ.

ROS ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿನ ಸವಾಲುಗಳು ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಅಭ್ಯಾಸಗಳು

ROS ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿದ್ದರೂ, ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಕೆಲವು ಸವಾಲುಗಳಿಗೆ ಗಮನ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಅಭ್ಯಾಸಗಳ ಅನುಸರಣೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ:

ಸವಾಲುಗಳು

ಸಂಕೀರ್ಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಡೀಬಗ್ ಮಾಡುವುದು: ವಿತರಿಸಿದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಡೀಬಗ್ ಮಾಡುವುದು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ. rqt_graph ಮತ್ತು rosbag ನಂತಹ ROS ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಾವೀಣ್ಯತೆ ಹೊಂದುವುದು ಅತ್ಯಗತ್ಯ.
ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್: ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನದ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗಾಗಿ ಅಥವಾ ಸಂಪನ್ಮೂಲ-ನಿರ್ಬಂಧಿತ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ, C++ ನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಆಪ್ಟಿಮೈಜ್ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಸಮರ್ಥ ಸಂದೇಶ ಸರಣೀಕರಣವು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.
ನೈಜ-ಸಮಯದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ: ROS ನಲ್ಲಿ ನಿಜವಾದ ನೈಜ-ಸಮಯದ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್ ಮತ್ತು ಆಗಾಗ್ಗೆ ವಿಶೇಷ ನೈಜ-ಸಮಯದ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳು (RTOS) ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ROS 2 ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಉತ್ತಮ ಅಡಿಪಾಯಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಏಕೀಕರಣ: ROS ಅನ್ನು ಪರಂಪರೆಯ ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಅಥವಾ ಸ್ವಾಮ್ಯದ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವುದು ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಒಡ್ಡಬಹುದು.

ಉತ್ತಮ ಅಭ್ಯಾಸಗಳು

ಮಾಡ್ಯುಲರ್ ವಿನ್ಯಾಸ: ಸಂಕೀರ್ಣ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಸಣ್ಣ, ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ನೋಡ್‌ಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಿ.
ಸ್ಪಷ್ಟ ನಾಮಕರಣ ಸಂಪ್ರದಾಯಗಳು: ನೋಡ್‌ಗಳು, ವಿಷಯಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ವಿವರಣಾತ್ಮಕ ಹೆಸರುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ.
ಸಮಗ್ರ ದಸ್ತಾವೇಜನ್ನು: ನಿಮ್ಮ ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ದಾಖಲಿಸಿ.
ಆವೃತ್ತಿ ನಿಯಂತ್ರಣ: ಸಹಯೋಗದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಾಗಿ Git ಅಥವಾ ಇತರ ಆವೃತ್ತಿ ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ.
ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್: ಭೌತಿಕ ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಮೇಲೆ ನಿಯೋಜಿಸುವ ಮೊದಲು ಪರೀಕ್ಷೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಾಗಿ Gazebo ನಂತಹ ಸಿಮ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಿ.
ROS 2 ಅಳವಡಿಕೆ: ಹೊಸ ಯೋಜನೆಗಳಿಗಾಗಿ, ಅದರ ಆಧುನಿಕ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪ ಮತ್ತು ವರ್ಧಿತ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ROS 2 ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭಿಸುವುದನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ.

ROS ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್‌ನ ಭವಿಷ್ಯ

ROS ನ ವಿಕಾಸವು ರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು AI ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಗಳಿಗೆ ನಿಕಟವಾಗಿ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಬುದ್ಧಿವಂತ, ಸ್ವಾಯತ್ತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಬೇಡಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ, ROS ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಚೌಕಟ್ಟಾಗಿ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ. ಭವಿಷ್ಯದ ಬೆಳವಣಿಗೆಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನವುಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ:

ಎಡ್ಜ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳಿಗೆ ವರ್ಧಿತ ಬೆಂಬಲ.
ಹೆಚ್ಚು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ AI/ML ಏಕೀಕರಣ ಮತ್ತು ನಿಯೋಜನೆ ಉಪಕರಣಗಳು.
ಸುಧಾರಿತ ಸೈಬರ್‌ ಸುರಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷತಾ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು.
ಇತರ ರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳು ಮತ್ತು ಮಾನದಂಡಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆ.

ತೀರ್ಮಾನ

ರೋಬೋಟ್ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ (ROS) ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್ ಆಧುನಿಕ ರೋಬೋಟಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಬಯಸುವ ಯಾರಿಗಾದರೂ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ಕೌಶಲ್ಯವಾಗಿದೆ. ಅದರ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪ, ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಲೈಬ್ರರಿಗಳು, ಮತ್ತು ರೋಮಾಂಚಕ ಜಾಗತಿಕ ಸಮುದಾಯವು ಅದನ್ನು ನಾವೀನ್ಯತೆಗೆ ಅಪ್ರತಿಮ ಸಾಧನವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅದರ ಪ್ರಮುಖ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ, ಅದರ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಕರಗತ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ, ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಅಭ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ, ನೀವು ಉದ್ಯಮಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವದಾದ್ಯಂತ ಜೀವನವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಬುದ್ಧಿವಂತ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ROS ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅನ್ಲಾಕ್ ಮಾಡಬಹುದು. ನೀವು ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾದಲ್ಲಿ ಸ್ವಾಯತ್ತ ವಾಹನಗಳ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿರಲಿ, ಜಪಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಯಾಂತ್ರೀಕರಣದಲ್ಲಿರಲಿ, ಅಥವಾ ಯುರೋಪ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿರಲಿ, ROS ರೋಬೋಟಿಕ್ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡಲು ಒಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಭಾಷೆ ಮತ್ತು ಟೂಲ್‌ಕಿಟ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.