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Der Bratwurst-Bot des FZI wurde mit ROS umgesetzt.
Der Bratwurst-Bot des FZI wurde mit ROS umgesetzt. (Bild: FZI)

Für wen ist ROS?

Als Open-Source-Software kann grundsätzlich jeder ROS kostenfrei nutzen. Da es sich um ein modulares Framework mit Funktionen für die Sensorverarbeitung, Auswertung, Planung und Steuerung handelt, ist ROS nicht nur für die Robotik interessant, sondern für viele technische Systeme. In der Fachwelt für das autonome Fahren werden auch gerne zumindest Teile von ROS eingesetzt. In der Robotik nutzen mittlerweile nahezu alle Forschungsgruppen zumindest teilweise ROS. Viele Forschungsgruppen besitzen gar kein eignes Softwareframework mehr, sondern konzentrieren sich voll auf ROS. Oder sie kombinieren ROS mit einem eigenen Framework, wie beispielsweise auch das FZI.

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Es gibt aber auch einige große Firmen, die intensiv ROS in ihren Forschungsabteilungen einsetzen. Häufig geschieht dies auch zusammen mit einer Forschungseinrichtung. Neben großen Firmen wie Bosch, BMW oder Schunk nutzen auch viele kleinere Firmen und Startups ROS. In der ROS Industrial Initiative haben sich Firmen und Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen, um ROS noch robuster und industrietauglich zu machen.

Das kann ROS (noch) nicht

ROS kann an vielen Stellen die Entwicklung neuer Anwendungen oder auch Algorithmen einfacher machen. Es bedarf aber einiger Vorqualifikationen. Bei ROS handelt es sich um ein Softwareframework in C++, Python und Java. Somit sind Programmierkenntnisse in diesen Sprachen erforderlich.

Zudem gibt es bisher nur sehr rudimentären Support für Windows, so dass eine Linux-Entwicklungsumgebung verwendet werden sollte. Neben diesen allgemeinen Programmierkenntnissen sind auch Erfahrungen mit den zahlreichen ROS-Paketen wichtig. Ein Nachteil von Open Source betrifft auch ROS: Nicht alle Pakete weisen die gleiche Qualität auf oder werden noch von ihren Entwicklern gepflegt. So kann die Auswahl eines veralteten oder nicht performanten ROS-Pakets schnell sehr frustrierend werden und gerade Anfänger abschrecken.

Echtzeit - geht nicht

Die Kommunikationsstruktur von ROS unterstützt bisher keine Echtzeitausführung. Dies erschwert den Einsatz in sicherheitskritischen Bereichen. Auch handelt es sich bei ROS um ein zentrales System mit einem Master. In vielen Anwendungen stellt dies keine Einschränkung dar, aber bei sehr dezentralen Ansätzen kann es einschränkend sein.

Insgesamt ist der Software-Standard überdurchschnittlich hoch, da es einen Peer-Review-Prozess vor der Aufnahme neuer Codeteile gibt. Zertifiziert ist ROS bisher jedoch nicht. Wer die Vorteile von ROS nutzen will, muss also immer noch einiges an Expertise mitbringen. Neue Roboteranwendungen fallen auch mit ROS nicht einfach vom Himmel.

Wie geht es mit ROS weiter?

ROS hat die Robotik-Forschung vereint, die Zusammenarbeit und Wiederverwendbarkeit von Software deutlich verbessert und kämpft sich aktuell langsam in kommerzielle, industrielle Anwendungen vor.

Auch wenn Willow Garage sich vor einer Weile zurückgezogen hat, geht die ROS-Entwicklung kontinuierlich weiter. Dabei geht die Community verschiedene Schwächen von ROS Stück für Stück an. Mittlerweile kann man etwa auch in ROS mehrere Master gleichzeitig betreiben. Das für die Industrie wichtige Thema Echtzeit kann über einige Umwege erreicht werden - z. B. ROS Nodlets und viel CPU-Power. Zudem arbeitet die Community an ROS 2.0 mit einer komplett neuen Kommunikationsebene, die dann in Zukunft auch Echtzeit unterstützen kann. Das FZI engagiert sich wie zahlreiche ROS-Entwickler für die Professionalisierung von ROS.

  • Einsatz von ROS bei den European Robotics Challenges für komplexe Montagevorgänge in der Automobil-Branche (Bild: FZI)
  • Sechsbeiniger Laufroboter Lauron V: Durch ROS konnten schnell komplexe, neue Fähigkeiten wie z. B. die visuelle Odometrie in das bestehende Softwaresystem integriert werden. (Bild: FZI)
  • Fanuc-Industrieroboter auf der Automatica 2016 mit ROS (Bild: FZI)
  • Der Service-Roboter Bratwurst-Bot des FZI wurde auch mit ROS umgesetzt. (Bild: FZI)
Fanuc-Industrieroboter auf der Automatica 2016 mit ROS (Bild: FZI)

Das ROS Industrial Konsortium (ROS-I) engagiert sich zusammen mit namenhaften, internationalen Firmen dafür, ROS fit für die Industrie zu machen. Mit Erfolg - das Interesse von Firmen steigt. Mehr und mehr Anbieter von Robotik-Hardware liefern ihre Systeme direkt mit ROS-Treibern oder -Schnittstellen aus.

Arne Rönnau, Leiter des FZI Living Lab Service Robotics, setzt in zahlreichen Projekten auf ROS als Basis für die Entwicklung sowie schnelle Inbetriebnahme neuer Roboteranwendungen. Das FZI nutzt ROS für die eigenen Robotersysteme wie Hollie, Lauron V oder Bratwurst-Bot, unterstützt aber auch Firmen, das Open-Source-Framework bei sich einzusetzen.

 Woher kommt ROS eigentlich?

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zZz 03. Dez 2016

Respekt. In dem Alter, in dem sich die meisten Menschen derart trotzig verhalten, können...

zZz 03. Dez 2016

Solange es nur der Name ist. Man muss ja schon froh sein, dass sich da was etabliert hat...

Eheran 03. Dez 2016

Stirbt denn die See, wenn man in sie sticht?

morob65 02. Dez 2016

für mich ist ros zu gross und sperrig, ich löse die probleme lieber in python.



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