开源软件助力机器人研究

卡内基梅隆大学的研究人员开发了一种开源软件，可以在腿式机器人中实现更灵活的运动。机器人可以帮助人类完成诸如帮助灾难恢复工作或监控环境等任务。对于四足机器人，四足行走的机器人，它们的移动性需要许多软件组件无缝协作。大多数研究人员必须花费大量时间开发较低级别的基础设施，而不是专注于高级行为。

卡内基梅隆大学工程学院机器人力学实验室的AaronJohnson团队亲身经历了这些挫折。研究人员经常不得不依赖简单的模型进行工作，因为现有的软件解决方案不是开源的，没有提供模块化框架，并且缺乏端到端的功能。

机械工程副教授约翰逊和他的团队设计了他们自己的运动软件堆栈Quad-SDK，这是一个用于敏捷四足运动的全栈框架，这是一个出于必要而诞生的创新示例。

该设计可以简化各地机器人专家的开发过程，因为它使用开源许可证，这意味着可以根据用户的意愿使用和修改软件。Quad-SDK随时可用，因此研究人员不必担心实施工具和基础设施;相反，他们可以正确地处理行为和应用程序。

与其他选项不同，Quad-SDK还与机器人操作系统(ROS)兼容。ROS是一个介于硬件和软件之间的中间件，它可以让系统的不同部分相互通信。例如，如果机器人在其路径中感知到障碍物，并且需要将信息从其感知模块传输到其决策模块，那么ROS就是实现这种通信的原因。想象一个不使用iOS或Android的应用程序——当一切都一起工作时，它会简单得多。

运动是一个分层的问题，作为团队成员和博士。学生ArdalanTajbakhsh对此进行了描述：“为了在机器人上做任何有意义的事情，你需要让许多组件无缝地协同工作。”Quad-SDK为机器人研究人员和开发人员提供了一个框架，可以将他们的精力集中在核心算法上，而不是软件工具和基础设施上。

其他软件包非常擅长解决一个组件，例如运动规划，但拥有为执行高质量机器人研究提供必要的算法、工具和基础设施的端到端框架至关重要。

Quad-SDK是全栈的，这意味着它包含影响四足运动的每个层次结构，从全局规划开始。一层位于堆栈的顶部;Tajbakhsh将其与谷歌地图进行比较，因为它会选择机器人大致应该去哪里到达目的地。下一层是本地规划器，它决定了路线的细节，比如机器人应该把脚放在哪里。这在第三层达到高潮，即机器人驱动器，它向四足动物的关节发送命令以执行所需的运动。

自从Quad-SDK在2022年IEEE国际机器人与自动化会议(ICRA)的腿式机器人研讨会上获得最佳论文奖后的几周内，人们一直在要求使用它，这表明它的解决方案有多有用以及如何开源格式邀请机器人社区内的协作。