機械人技術變天 NXROBO推動生態發展

BIG-I
林天麟與家居機械人BIG-I,以ROS開發並接入大量不同服務的範例

近年,驅動IT創新以開放平台,從IT作業系統到智能手機,幾乎都是強調開放平台。開放平台的最大優點是可共同創新,開放源碼和GitHub就成為創新的最大動力來源。

開放源碼推動科技最典型例子,莫過於Linux的影響。自從1991年出現以來,Linux徹底改寫了IT開發,衍生不同應用;包括了Android流動系統。IBM是最早期支援Linux的IT企業,以後陸續有RedHat和Suse的商用投入,甚至近期的Ubuntu;最後即使連Microsoft,也不得不支援Linux。

除了開放系統,也須生態系統支援;正如智能手機iOS和Android,正是大量開發者投入,終於改變智能流動市場。手機成為不少應用技術的最大市場,迅速推動了創新。

機械人的世界卻並不如此。不少工業用機械人仍利用封閉系統,業餘愛好者則以Arduino控制器建立簡單的機械人。但是機械人世界,亦正醞釀巨變,港產的機械人專家林天麟,正是國內的推手之一。

林天麟在研發機械人,有超過14年經驗。從香港中文大學取得博士後,擔任數了研究主管。2015年赴深圳,創辦了NXROBO(創想未來機器人),研發語音控制的家居機械人BIG-I,贏得多項榮譽。林天麟曾追隨現任中大深圳校長,空間機械人和智能控制專家徐揚生教授學習,開發多個著名機械人,包括瓟樹和全方位四輪轉向機械人,美國太空總署亦參考其設計,獲得T-Mech的最佳論文獎。

林天麟的眼光,並不是集中開發機械人,而推廣機械人作業系統和生態。NXROBO也推動作業系統的創新。林天麟以為,機械人迅速進步,要好像智能手機一樣,要有大量開發者和開放系統。

封閉系統已至盡頭

他認為單板控制器,類似Arduino,或者許多日本廠家沿用的封閉式作業系統,已經走到了盡頭。未來機械人的開發,必然以開放系統。全球發展得最快,首推史丹福大學的開源計畫Robot Operating System(ROS)。NXROBO在國內籌辦「星火計畫」,推動ROS普及應用,並培訓了大量工程師。

「類似Arduino也是開源計畫,不過每次為控制器重新編程,源碼的功能不能重用。結果每次開發,都必須重頭做起。機械人編程完進行一項任務,就難以再伸延或改變能力,跟其他系統對接,也甚為麻煩。新一代機械人利用AI,控制器編程的機械人也難以配接。AI推理也不可能在控制器運行,導致整合困難,ROS在Linux上運行,支援多種程式設計語言;可支援任何硬件,甚至跟AI共同平台,機械人變得智能化,甚至可移植至嵌入式設備。」

「中國製造2025計畫」強調智能製造,機械人應用將大行其道。中國必須建立底層技術。「星火計畫」吸引大量工程師和院校加入,林天麟的工作,就是加速中國機械人行業的技術革新。

NXROBO在中國推廣和培訓ROS工程師,為大學和企業設計培訓的課和實驗室。雖然說ROS屬於開源軟件,企業遲早須要有關技術支援,NXROBO亦為企業提了諮詢服務。NXROBO又建立ROS生態,作用類似AppStore,讓開發者可出售機械人程式。

雖然說,ROS不算是作業系統,必須架設Linux,但是ROS屬於開放系統,可運行於不同硬件上,有如作業平台一樣,可使用不同開發者的App,無限伸延機械人的功能。

ROS
ROS編程機械人Spark試驗設計

據估計,美國八成開發機械人工程開發,已經轉用了ROS。中國ROS社群人數,每年翻一倍。林天麟說,阿里和京東等的招聘廣告,全部要求具ROS經驗。ROS工程師薪酬也較一般為高。

「一般機械人工程師,月薪為人民幣9,000,具ROS經驗者可達16,000元。」

ROS計畫星火燎原

即使美國,Boston Dynamics製作的機械人,也是利用ROS作業系統。Boston Dynamics曾為美國國防部,設計軍用的機械人,從此可見ROS性能極佳,穩定性更不成疑問。

但Google收購Boston Dynamics後嚴重虧損,終於2017年出售予軟庫。林天麟說,Boston Dynamics問題不在技術本身,具實其擁有一流的技術,問題集中高端開發,卻缺乏有效的商業模式,無以為繼。

從2007年推出以來,ROS已到第12版本;技術更迭快速。美國的用戶每年增長三成。麻省理工評論亦認為,ROS成為工業標準,已只是遲早問題。

NXROBO為國內多家大學;包括了哈工大和清華等,提供ROS培訓和實驗室等。最近NXROBO也為香港生產力促進局(HKPC)提供實驗室。林天麟亦會在HKPC於10月11-12日舉行的智能製造峰會上,介紹ROS最新發展。

林天麟也周遊國內城市,開辦多項培訓課程,助工程師快速掌握ROS技術,提供硬體直接開發。最近NXROBO推出科普課程,向小學初中提供機械人培訓,又推出專用於教育的Spark機械人,可結合AI,根據環境改變行為,甚至以語音作出指令和編程。

林天麟說,每年全球不少開發者加入ROS陣營,NXROBO跟多家頂級大學合作,也推動學生從小認識未來的機械人。但何以不先從中學開始?

「學生到了高中,忙於應付考試,難以分心發展科技的興趣。NXROBO課程集中小學和初中,及早埋下的STEM種子,讓他們知道科技未來,可以無可限量。」

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