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        在目前機(jī)器人中間件領(lǐng)域，ROS1 以及 ROS2 處于一家獨(dú)大的地位。ROS 最早在 2010 年發(fā)布 1.0 版本，但在后續(xù)的發(fā)展中暴露出各種問題，最終 ROS 官方于 2017 發(fā)布全新 ROS2 的第一個(gè)版本，并于 2022 年發(fā)布第一個(gè)長(zhǎng)周期支持版 ROS2 Humble。同時(shí)官方也逐漸停止對(duì) ROS1 的維護(hù)，全面轉(zhuǎn)向 ROS2。

        除了 ROS2，近幾年很火的自動(dòng)駕駛領(lǐng)域也產(chǎn)生了不少中間件，可以在一定程度上復(fù)用到機(jī)器人領(lǐng)域，例如百度的 Apollo，最早也是基于 ROS 作為底層，但最終放棄 ROS，自研了 CyberRT 作為底層通信組件。不過這些畢竟不是專為機(jī)器人領(lǐng)域設(shè)計(jì)的，在生態(tài)、工具鏈、使用率等方面與 ROS2 還是有較大差距。

        但在目前以 ROS2 為主流的機(jī)器人中間件領(lǐng)域，也存在不少問題。一個(gè)比較突出的點(diǎn)是，ROS2 是為了傳統(tǒng)機(jī)器人控制領(lǐng)域設(shè)計(jì)的，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制、Slam 等領(lǐng)域支持的較好，但對(duì)面向未來(lái)的機(jī)器人+ AI、機(jī)器人+云等都不太友好。

        除此之外，ROS2 較為冗重、官方支持平臺(tái)較少、迭代較慢、不太穩(wěn)定等各種問題制約著他的產(chǎn)業(yè)落地，很少有量產(chǎn)型產(chǎn)品直接使用 ROS2 作為自身產(chǎn)品的通信框架。

        AimRT 是智元公司于成立之初（2023 年 2 月）就決定要去自行研發(fā)的一套通信中間件，目前已經(jīng)迭代到了 v0.8.0 版本，框架的大部分核心功能都已經(jīng)開發(fā)完成，有較為完善的文檔的示例，經(jīng)過大量測(cè)試，在智元公司內(nèi)部也實(shí)際使用了很長(zhǎng)時(shí)間。

        AimRT 的整體定位如下：

        AimRT 現(xiàn)階段不是什么？

        AimRT 具有以下主要特點(diǎn)：

        1. 輕量、易于集成部署：AimRT 非常輕量，約數(shù)萬(wàn)行代碼，依賴很少，不挑操作系統(tǒng)，易于部署集成。

        2. 設(shè)計(jì)更現(xiàn)代：AimRT 充分利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)，基于 C++20 開發(fā)，在資源管控、異步編程、可觀測(cè)性等許多方面都吸取了很多更現(xiàn)代、更主流的設(shè)計(jì)思想。

        3. 插件化設(shè)計(jì)：AimRT 提供了大量插接點(diǎn)和查詢 API，對(duì)插件開發(fā)友好，可靈活定制插件滿足特定需求。

        4. 支持更多底層通信方式：AimRT 的通信層由插件實(shí)現(xiàn)，官方支持 ROS2、Zenoh、Http、Grpc、Mqtt 等通信插件，覆蓋常見的端、云通信場(chǎng)景。可以實(shí)現(xiàn)同一套上層代碼，無(wú)縫接入多套通信方式。

        5. 對(duì)云、AI領(lǐng)域支持較好：AimRT 從上層通信接口、底層通信方式上都對(duì)云、AI 領(lǐng)域支持的更好，支持Protobuf 做為接口協(xié)議，兼容原生 HTTP、Grpc、Mqtt 等。

        6. 兼容ROS2：AimRT 支持 ROS2 協(xié)議和 ROS2 插件，可以和原生 ROS2 模塊通信，兼容大部分 ROS2 生態(tài)的模塊。

        目前，AimRT 主要有以下幾大核心功能：Configuration、Log、Executor、Parameter、RPC、Channel。

        AimRT 提供了一套業(yè)務(wù)模塊方向的接口，讓業(yè)務(wù)開發(fā)者來(lái)使用這些功能；同時(shí) AimRT 還提供了一套插件開發(fā)方向的接口，讓插件開發(fā)者來(lái)增強(qiáng)這些功能。

        AimRT 整體架構(gòu)圖如下：

        例如，上層的業(yè)務(wù)開發(fā)者只需要基于 RPC 接口進(jìn)行 client 調(diào)用，而不用關(guān)心底層到底是用什么方式進(jìn)行的通信。AimRT 官方提供了基于 grpc、http 的 RPC 后端，用戶可在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行配置，使各個(gè)模塊之間在底層通過這些方式進(jìn)行通信，并且還能夠和原生服務(wù)通信。當(dāng)模塊部署在同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)，還可以通過 local 后端在進(jìn)程內(nèi)通信來(lái)加速。

        開發(fā)者也可以基于插件接口自行實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于其他 RPC 組件的后端（例如 brpc），使得底層通信可以基于新的后端進(jìn)行，并能夠和原生服務(wù)進(jìn)行通信。

        在討論 AimRT 與 ROS2 的詳細(xì)區(qū)別之前，需要明確一下兩者的總體定位區(qū)別。總的來(lái)說，AimRT 是一個(gè)通信中間件，而提到 ROS2 時(shí)更多的是指整個(gè) ROS2 生態(tài)，包括 ROS2 的通信組件 rclcpp/rclpy 和 ROS2 的大量算法包、功能包。AimRT 目前更多的對(duì)標(biāo) ROS2 的通信組件層，而在生態(tài)層面與 ROS2 更多的是一種互補(bǔ)關(guān)系。

        對(duì)于狹義的通信中間件這層，AimRT 與 ROS2 中 rclcpp/rclpy 的區(qū)別如下：

        除了以上區(qū)別，AimRT 還提供了很多 ROS2 所沒有的獨(dú)特功能，例如執(zhí)行器管理、協(xié)程、過濾器等，官方提供的大量插件也提供了諸如錄播包、頻率監(jiān)控、鏈路追蹤等實(shí)用功能。

        而對(duì)于廣義的生態(tài)這個(gè)層面，智元公司后續(xù)會(huì)開源提供一些 AimRT 算法模塊、功能模塊，作為原生生態(tài)的起點(diǎn)。ROS2 由于發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，其在生態(tài)方面的積累還是非常豐富的。

        但 AimRT 插件化的設(shè)計(jì)帶來(lái)了強(qiáng)大的兼容能力，加載了 AimRT 官方提供的 ROS2 （Humble）插件的 AimRT 節(jié)點(diǎn)可以被認(rèn)為就是一個(gè) ROS2 節(jié)點(diǎn)，可以使用大部分 ROS2 （Humble）的生態(tài)，例如 rviz 或 plotjuggler 等。

        AimRT 的適用群體非常廣，除了可以在傳統(tǒng)機(jī)器人領(lǐng)域使用，還能用于 AI、云服務(wù)領(lǐng)域，甚至可以拿它寫游戲后臺(tái)！

        ? 對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)器人領(lǐng)域開發(fā)者，基于 ROS2 開發(fā)運(yùn)動(dòng)控制、Slam 等算法模塊，你可以引入 AimRT 開發(fā)你的新模塊，并基于 ROS2 后端與你已有的原生 ROS2 模塊通信。

        ? 對(duì)于AI 領(lǐng)域開發(fā)者，基于 Python 或 C++ 開發(fā)圖像、音頻、大模型等算法，你可以直接在你的代碼中引入 AimRT 與 ROS2、Mqtt 等節(jié)點(diǎn)通信，獲取傳感器數(shù)據(jù)或發(fā)布結(jié)果。

        ? 對(duì)于云服務(wù)后臺(tái)開發(fā)者，基于 Python 或 C++ 開發(fā)云服務(wù)后臺(tái)，你可以直接使用 AimRT 開發(fā)你的后臺(tái)微服務(wù)，基于 Grpc 或 Http 等后端接收請(qǐng)求或與下游微服務(wù)通信。

        除此之外，如果：

        ? 你是一個(gè)大型單體 C++ 軟件的開發(fā)者，需要一些框架來(lái)讓你的代碼更加模塊化；

        ? 你是一個(gè)厭倦了在不同通信框架的代碼間切換，需要一套代碼適配不同通信方式；

        ? 你是一個(gè)新技術(shù)嘗鮮者，渴望體驗(yàn)更現(xiàn)代的開發(fā)范式；

        你都可以嘗試使用 AimRT 來(lái)滿足你的需求，我們也歡迎開發(fā)者加入，共同建設(shè) AimRT 的生態(tài)。

        AimRT 作為一個(gè)非常新的機(jī)器人通信框架，必須要客觀的認(rèn)識(shí)到它還有很多不足，還需要時(shí)間來(lái)發(fā)展。以下列出了一些具體的點(diǎn)：

        相信隨著時(shí)間的發(fā)展，AimRT 一定會(huì)逐步解決各種問題，成長(zhǎng)為一個(gè)優(yōu)秀的機(jī)器人通信框架。

        AimRT 已于 2024 年9月25日正式開源，上線官網(wǎng)aimrt.org和 Github 主頁(yè)。后續(xù)，將繼續(xù)采取小步快跑迭代的方式，預(yù)計(jì)2~4個(gè)月發(fā)布一個(gè)新版本，并將在 2024 年底發(fā)布 v1.0.0 正式版，屆時(shí)將在功能、文檔、測(cè)試等方面都達(dá)到一個(gè)較為完善的狀態(tài)。

        智元正式開源機(jī)器人中間件AimRT，旨在通過開源開放和生態(tài)共創(chuàng)，共同推進(jìn)工業(yè)機(jī)器智能化以及具身機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展。通過社區(qū)協(xié)作，驅(qū)動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的快速迭代和創(chuàng)新成果的極致共享，牽引更多企業(yè)和開發(fā)者參與到機(jī)器人生態(tài)建設(shè)之中，共同營(yíng)造一個(gè)活躍繁榮的生態(tài)系統(tǒng)，為AI與機(jī)器人技術(shù)的深度融合與最終產(chǎn)業(yè)落地作出貢獻(xiàn)。

        我們也歡迎有意愿的開發(fā)者加入我們的社區(qū)，共同建設(shè) AimRT 框架和生態(tài)，具體方式請(qǐng)參考 AimRT 官網(wǎng)aimrt.org的說明。