机器人操作系统不可或缺EwayOS为机器人产业发展添砖加瓦

8 月 9 日，微软更新了 Microsoft 服务协议。根据该协议，如果美国政府对微软下达禁令，微软可能无法继续支持 Windows 服务，并且不承担因此引发的任何后果，只会尽努力避免影响。

“微软将停止对中国服务”的消息引爆了舆论。虽然该报道事后被证实是谣言，但传言与焦虑背后，是越来越多的人意识到美国对中国科技产业的限制力度正在一步一步加大。从中兴到华为，从芯片到 TikTok，较长时间以来，美国对中国的制裁方向从通信蔓延到互联网应用，从硬件到软件。

“智能终端量大面广，在中国这个总量更是以十亿计。通过操作系统很容易取得他人所有的敏感信息。从网络空间安全来看，我们需要研发自主可控的操作系统。在新的形势下，若想把自主操作系统做出来，必须采用‘两弹一星’的精神，举全国之力，把资源整合起来，变成全国搞一个。我们要营造一个能够和谷歌、苹果、微软相抗衡的生态环境，这是成功的关键。”中国工程院院院士、中科院计算所研究员倪光南在系统论述“终端操作系统和信息 安全关系”时这样强调。可以说，在当前国际环境新形势下，掌握自主知识产权的操作系统已成为重中之重，其中，机器人操作系统的自主研发尤为重要。

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人工智能时代机器人发展成为必然趋势

机器人作为世间的新事物，吸引了越来越多的人加入研究的行列。作为人工智能的重要载体和未来人们生产生活中自动化应用的重要工具，机器人产业正在飞速发展，在不久的将来更会迅速普及。

我国智能机器人自 2010 年以后需求激增，自 2013 年开始超过日本，2014 年超过欧洲。2016 年，中国智能机器人全年销量为 8.7 万台，占全球总销售量的 30%，已连续三年成为全球的工业机器人消费市常时至今日，机器人产业不仅被称为“制造业皇冠顶端的明珠”，还被看作是国家创新力和产业竞争力的重要表现。

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工业机器人发展突出，智能机器人扩张加快，东中西、长三角、珠三角、京津冀等机器人区域产业发展各具优势，资源互补供助发展，共同推动产业走向聚集。

在新兴领域的市场细分下，如一维弦等国内致力于自主研发的机器人企业，不断凭借专业化和精品化产品服务在市场上脱颖而出，一维弦致力于机器人操作系统研究，通过与高校、企业之间的合作，进一步推进机器人产业的蓬勃发展。

机器人操作系统已成为自主研发领域重中之重

如同电脑和手机系统一样，机器人操作系统是定义机器人产业标准的核心技术，是管理机器人硬件与软件资源的计算机程序。它基于计算机操作系统，提供机器人传感器数据采集与处理、执行机构规划与控制，以及各类机器人算法框架，并提供机器人应用程序开发框架。

作为机器人软硬件开发的基石，机器人操作系统更是解决机器人不同场景下自动化操作的关键。一个完善的操作系统可以大大提高机器人软、硬件产业化进程，从而提高机器人算法、应用及机器人硬件的开发效率。

同时，机器人操作系统也是机器人应用和算法的承载平台，所有基于此系统的开发成果， 都会转化成系统的一部分，以完善操作系统。同时，日渐完善的操作系统会提供给各类机器人开发者更多的功能，提升开发的效率，从而产生良性循环，推动产业的发展。

机器人操作系统也是产业标准的一种表现形式。统一的接口标准使各类硬件、软件产品得以相互兼容，开发成果更容易延续发展，更利于整个产业节约资源，不断进步。

综合来说，所谓机器人操作系统并不完全是一个操作系统，而是一个框架。如果把机器人当作一座房子，那么机器人操作系统就像一个可以帮助一切运作的管道系统。它促进了代码的重用，使得使用者不需要真正地处理已经构建的任务，而是可以将时间花在一些尚未解决的问题上。

如此重要的核心技术，必须要掌握在自己的手里。纵观当前的 PC 行业，微软挣大头，各个主机厂利润非常有限；手机厂商更是如此，抛开芯片这一核心的“卡脖子”技术，操作系统只能在美国谷歌公司的安卓系统，或者美国苹果公司的 iOS 系统中选择，这也是华为必须要推出鸿蒙系统以亡羊补牢的原因。

既然如此，面对机器人产业这一发展前景极为广阔的“未来产业”，必须在其发展之初就提前占据产业标准龙头，把核心关键技术掌握在自己手里，让敌人不敢卡脖子，也不能卡脖子。

国产操作系统弥补 Windows、Android等系统的诸多缺陷

与传统的计算机系统不同，机器人操作系统尽管是基于计算机操作系统形成的，但由于机器人开发有其特殊性，Windows、Android 等成熟系统在机器人开发中暴露出一些缺陷。 例如，对于传感器、执行结构等机器人关键组成部分，计算机操作系统对此并没有对应的框架可以进行处理。

另外，Windows、Android 、ubuntu 等计算机操作系统的主要优势集中在人与计算机的沟通方面，尤其是 GUI 系统（图形化交互界面），而该部分对于机器人操作系统完全没有意义。因此，目前成熟的计算机操作系统对于机器人控制并不合适。

ROS 作为基于 ubuntu 计算机的操作系统，其应用于机器人产业的过程中也暴露出了诸 多缺陷：ROS 本身并没有针对机器人开发优化计算机操作系统（保留了 GUI 系统），其运行效率受计算机操作影响较大；ROS 的框架较为粗糙，仅用 node 一种基础单元承载各类不同种类的算法（识别、运动控制、机器人应用）。但实际操作中，各类算法各有特点，ROS 结构无法满足不同种类算法的需求。

此外，ROS 的 node之间的数据交换使用了开销很大的进程间通信方式，传输效率低下， 难以开发较大型的机器人应用。例如，当机器人完成一个取药动作，需要同时开启 SLAM 定位，视觉物体识别、障碍物建模，同时完成底盘路径规划、底盘控制，手臂规划，手臂控制。 ROS 系统的低效导致此类复杂场景无法实现。

由于 ROS 完全开源，并由开源社区维护，导致各个版本混乱，模块相互兼容性较差，系统搭建时就需要花费大量的人力。ROS下的开发没有引入 IDE（图形化集成开发环境），开发效率不高。各模块间缺乏足够的测试，当ROS 本身出现 bug 时，开源社区响应不够及时，后续稳定性也较为不足。

为此，由一维弦自主研发的操作系统 EwayOS 针对不同机器人组件需求设计了感知层、 运动层、应用层三种框架，针对机器人的传感器、执行结构、机器人算法、机器人应用开发 方面做了大量的设计及专项优化，最终研制出适合于机器人硬件软件开发的操作系统，大大提高了执行效率。同时，集成各类机器人算法，并经过大量测试，提高了机器人算法开发效率。

同时，EwayOS 使用统一标准的封装接口，提供各类机器人工具，大大降低了机器人应用程序的开发门槛，使普通开发者也可开发机器人应用程序；提供 IDE（图形化集成开发环境），完备的开发文档和范例，降低编程难度，大大提高了开发效率；打通机器人仿真与操作系统的接口，相同的代码、开发环境可在真机与仿真间无缝切换；完善机器人开发链条，打通各类编程语音（C++、matlab、python）与系统的接口，可将各类语言集成，用于开发机器人各类算法及应用程序，满足不同开发者的需要，有效弥补了目前已有的系统在机器人开发应用中的诸多缺陷。

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随着 5G 时代来袭，越来越多的中国科技企业开始试图掌握国际主动权，例如华为、中兴等科技巨头，都已纷纷加码操作系统领域，如华为鸿蒙 OS 系统、UOS 统一操作系统、中兴新支点等等，试图构建属于自己的操作系统王国。

目前，一维弦科技通过五年的发展，已经与全国 317 所高校开展了泛机器人专业建设的合作。EwayOS 开发者社区有超过 10 万名学习者和开发者，其中 985 高校的学生就超过 8000 名。同时，一维弦已经将操作系统商业化，为图书馆盘点、金库巡检、消毒防疫机、康复医疗等多个不同场景的机器人设备赋能，为合作伙伴提供快速开发的技术基础和稳定可靠的系统支撑。

未来两年，一维弦将助力 500 所高校开设机器人专业，每年为国家培养 30 万名优秀的机器人工程师；助力 100 个场景的机器人自动化实施，提升产业效率和运营成本，为我国人工智能领域的自主研发添砖加瓦。

未来的道路仍然曲折，但 5G 时代也为发展带来了机遇与变革，产业链的通畅让一切都有了可能。相信在未来，一维弦等国内致力于自主研发的公司，将会在机器人操作系统的开发领域有更多的贡献和话语权。