从2020年第2期开始，《单片机与嵌入式系统应用》开始推出“卷首语”栏目，每期邀请一位业内专家围绕嵌入式技术针对时下热点分享自己的观点，以飨广大嵌入式技术从业者/爱好者。今天发表的这篇文章是2021年第4期的卷首语！

卷首语

机器人的发展与嵌入式系统

魏洪兴

北京航空航天大学

机械工程及自动化学院

机器人的诞生和机器人学的建立与发展，是20世纪自动控制领域最具说服力的成就。机器人已经彻底改变了人们的生活，在各行各业都能看见机器人的身影，尤其是近年来，机器人与人工智能、互联网和智能制造技术的融合发展，更是推动了人类社会生活方式的变革。

机器人的发展与嵌入式系统的发展是紧密联系在一起的。机器人的构成不外乎机构本体和控制系统。在最初的技术设计中，机器人控制系统主要采用数控技术，但是发展速度比较缓慢。20世纪70年代以后，由于智能控制理论的发展和微处理器的出现，机器人控制技术得到了长足的进步。进入21世纪以来，随着嵌入式系统和智能技术的高速发展，机器人控制技术也得到了快速发展。现在，具有低功耗、低成本、小体积和高可靠性等优点的嵌入式系统已被广泛应用于机器人控制系统。

近十多年来，开源共享机器人操作系统ROS（Robot Operating System）得到了快速发展，成为国际机器人研究机构和开发人员首选的主流操作系统平台。然而，ROS缺乏实时性支持且难以应用在主流的嵌入式多核处理器平台上。为此，我国开发了专门针对多核异构嵌入式平台的机器人操作系统（RGMP-ROS）。该系统将人机交互与底层柔性控制算法分离，实现了在单颗多核处理器上的多个系统的融合，大大降低了机器人控制器的体积与功耗，使系统任务控制周期从ROS原有的10 ms提高到1 ms，从而满足机器人实时运动控制的需求。同时开发了轻量化的ROS Framework，使RTOS和各种低端嵌入式微控制器能够支持ROS通信协议，成为轻量级的ROS控制节点。目前，多核异构操作系统已应用于模块化的智能协作机器人，并得到广泛的应用认可。

未来，随着人工智能技术的不断进步，智能机器人技术将越来越成熟，并得到越来越广泛的应用，目前我国和多个发达国家已将智能机器人作为国家战略发展方向。由此，具有开放式结构的、易于集成和扩展的嵌入式智能机器人控制系统也成为嵌入式系统发展的一大热点。未来，嵌入式智能机器人控制系统将向着高集成度、低功耗、小型化、模块化、易扩展、易移植、软件实时性强、人机界面易用、远程控制方便等方向发展。

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