開源軟件助力機器人研究

卡內基梅隆大學的研究人員開發了一種開源軟件，可以在腿式機器人中實現更靈活的運動。機器人可以幫助人類完成諸如幫助災難恢復工作或監控環境等任務。對于四足機器人，四足行走的機器人，它們的移動性需要許多軟件組件無縫協作。大多數研究人員必須花費大量時間開發較低級別的基礎設施，而不是專注于高級行為。

卡內基梅隆大學工程學院機器人力學實驗室的AaronJohnson團隊親身經歷了這些挫折。研究人員經常不得不依賴簡單的模型進行工作，因為現有的軟件解決方案不是開源的，沒有提供模塊化框架，并且缺乏端到端的功能。

機械工程副教授約翰遜和他的團隊設計了他們自己的運動軟件堆棧Quad-SDK，這是一個用于敏捷四足運動的全棧框架，這是一個出于必要而誕生的創新示例。

該設計可以簡化各地機器人專家的開發過程，因為它使用開源許可證，這意味著可以根據用戶的意愿使用和修改軟件。Quad-SDK隨時可用，因此研究人員不必擔心實施工具和基礎設施;相反，他們可以正確地處理行為和應用程序。

與其他選項不同，Quad-SDK還與機器人操作系統(ROS)兼容。ROS是一個介于硬件和軟件之間的中間件，它可以讓系統的不同部分相互通信。例如，如果機器人在其路徑中感知到障礙物，并且需要將信息從其感知模塊傳輸到其決策模塊，那么ROS就是實現這種通信的原因。想象一個不使用iOS或Android的應用程序——當一切都一起工作時，它會簡單得多。

運動是一個分層的問題，作為團隊成員和博士。學生ArdalanTajbakhsh對此進行了描述：“為了在機器人上做任何有意義的事情，你需要讓許多組件無縫地協同工作。”Quad-SDK為機器人研究人員和開發人員提供了一個框架，可以將他們的精力集中在核心算法上，而不是軟件工具和基礎設施上。

其他軟件包非常擅長解決一個組件，例如運動規劃，但擁有為執行高質量機器人研究提供必要的算法、工具和基礎設施的端到端框架至關重要。

Quad-SDK是全棧的，這意味著它包含影響四足運動的每個層次結構，從全局規劃開始。一層位于堆棧的頂部;Tajbakhsh將其與谷歌地圖進行比較，因為它會選擇機器人大致應該去哪里到達目的地。下一層是本地規劃器，它決定了路線的細節，比如機器人應該把腳放在哪里。這在第三層達到高潮，即機器人驅動器，它向四足動物的關節發送命令以執行所需的運動。

自從Quad-SDK在2022年IEEE國際機器人與自動化會議(ICRA)的腿式機器人研討會上獲得最佳論文獎后的幾周內，人們一直在要求使用它，這表明它的解決方案有多有用以及如何開源格式邀請機器人社區內的協作。