王田苗:加强嵌入式软件与机器人研究

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北京航空航天大学机械工程自动化学院院长王田苗

北京航空航天大学机械工程自动化学院院长王田苗

   在2008年中国电子技术年会上,北京航空航天大学机械工程自动化学院院长王田苗指出,嵌入式技术发展来自于单片机、DSP、实时操作系统等方面的需求,由电子、计算机、工业控制等多学科交叉融合学者推动。目前有新的嵌入式多核处理器、FPGA嵌入式系统设计、嵌入式软件可重构工程设计方法、移动计算与网络检测等正在成为新的研究方向和发展热点。

    嵌入式的技术正在逐步替代基于PC的传统计算机体系学科及应用,它正在形成上千亿元的市场需求,逐步迈入后PC时代。他说,从英国相关咨询公司统计的数据来看,预计2009年硬件市场大概在700多亿美元,而软件市场只有35亿美元左右。但是,软件的增长速度很快,这缘于手机、数字电视、智能家居以及汽车电子等产业的快速增长。

    嵌入式技术在工业方面未来有几个发展前景:工业无线技术与仪器仪表,无线传感网络与检测、工业机器人相结合等。王田苗说,就日本咨询公司的数据来看,在未来的2025年,嵌入式软件市场大概有600亿美元。这些技术目前正渗透在工业机器人、军事以及其他的方面,并开始大量地走向家庭。其中,最明显的是与家居护理床相关的嵌入系统,床能自动地帮助人翻身、自动地感应人的需求。比如说对老人陪护交流的电子机器人都将在下一个10年出现。

    嵌入式软件在机器人领域的应用越来越广泛,但是也出现了很多问题。当前机器人的每个制造商都有自己的体系结构,没有统一的标准和平台;机器人软件专用和复杂,由于缺乏统一平台,相关应用厂商无力开发大量不同应用软件,无法进入机器人市场;产品开发周期长,应用软件大量重复,也严重阻碍了机器人产业化发展。

    王田苗说,机器人产业发展也面临着挑战:多样化的硬件平台;缺乏可重用性;技术过于复杂,需要专家的经验;有限的开发工具与技术手段;难以提供实用化的解决方案;开发经验和技术缺乏有效的传递手段;缺乏关键应用推动行业发展。

    美国人想如发展PC一样发展机器人,其目的一直是想统治基未来的Windows平台。因为他们看到了PC小到装进了口袋,小到安到了墙上和床上。为了占领这个位置,专门开发了面向机器人的 ROBOTISCO。同时,日本和韩国也都在构想着能不能通过中间件,来开发各种各样的机器人的模块,使它能够用在不同的机器人上。

    王田苗说,从单片机发展的历程来看,中国人想在下一个10年、20年占据重要的位置,要在系统设计的方法上、在计算机软件内芯设计的方法上、在芯片上下功夫。因此,第一是实施应用软件和服务软件,或者是实时控制软件的分离;第二个是实施模块和机器人的分离。他说,这样做是不想用微软的系统。目前微软的 ROBOTISCO库很大,而且可以支持这样的技术,但它无法把一些东西下载到机器人上。目前,它只是仿真,而且它要求的实时性很高,所以想是不是可以从核心的嵌入式软件入手,在上面开发一个基于图形规划集成的开发环境。

    在这个问题上,首先要把应用和实时控制系统的分层和上面的应用来分离,这样就可以掌握所要研发的面向机器人的核心的操作系统:一是内心的实时控制系统,二是控制组建系统,三是相应的应用系统。这样做的目的是在中国这个范围内,对于未来的机器人产业提供支撑。

机器人厂家之间没有统一的标准平台

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