Open-Source-Framework ROS Robotik einfach und flexibel gestalten

Ein Roboterarm von Pilz, visualisiert von einem entsprechenden ROS-Modul

Die eigene Robotersteuerung flexibel aus verschiedenen Software-Paketen zusammenstellen: Das Open-Source-Framework ROS macht es möglich. ROS-Pakete sind ohne spezifisches Expertenwissen für die Programmierung einsetzbar und bieten somit neue Möglichkeiten für den Einsatz von Robotern.

Wie in der Automatisierung generell geht in der Robotik der Trend in Richtung Offenheit und Interoperabilität. Um dem gerecht zu werden, ist eine Robotersteuerung gefragt, die sich herstellerübergreifend nutzen lässt. Bislang setzen viele Roboterhersteller auf ihre eigenen proprietären Steuerungen, die oft mit fest programmierten Bahnen arbeiten, deren Veränderung bei plötzlich auftauchenden Hindernissen nur umständlich oder gar nicht möglich ist. ROS (Robot Operating System) hat seine Stärken dagegen in dynamischen Umgebungen, etwa beim Navigieren fahrerloser Transportsysteme (FTS), bei der Kollisionsvermeidung oder beim Greifen von Objekten, und bietet dadurch mehr Flexibilität.

ROS ist ein Open-Source-Framework, um Software für Robotikanwendungen zu schreiben. Das Programmiergerüst besteht aus einer Sammlung von Funktionen und Treibern sowie einer Kommunikationsschicht. Programmierer erstellen in diesem „Rahmen“ eigene Pakete. Die fertigen ROS-Pakete umfassen bestimmte Funktionen und Treiber und werden den Anwendern über eine gemeinsame Community zur Verfügung gestellt. Ein ROS-Paket kann beispielsweise eine Bahnplanung sein, die dann vom Anwender an seine individuelle Applikation, etwa eine Pick-and-Place-Anwendung, angepasst wird. Die einzelnen Pakete sind modular, dadurch vielseitig einsetzbar und mit der Hardware unterschiedlicher Hersteller kompatibel. So kann der Anwender seinen bisher eingesetzten Manipulator austauschen und den neuen Manipulator weiterhin mit den ROS-Paketen einsetzen. Die Applikation an sich bleibt gleich.

Entstanden ist ROS 2007 im universitären und forschenden Umfeld. Dort hat es sich zum Standard für Robotik-Forschungsprojekte entwickelt. Ein Vorteil des Open-Source-Frameworks ist die Zusammenarbeit von Spezialisten aus verschiedenen Bereichen – von Forschungseinrichtungen bis zum Roboterhersteller – in der ROS-Community. Die Online-Community arbeitet zusammen an den ROS-Paketen, programmiert auch komplexe Robotik-Anwendungen, führt Reviews und Tests durch und unterstützt sich gegenseitig. Hierzu gehört beispielsweise die ausführliche Dokumentation der Pakete, die Bearbeitung von sogenannten Pull-Requests, also Verbesserungsvorschlägen für den Code, und die Erstellung von Tutorials.