نظام تشغيل الروبوتات (ROS) هو إطار عمل مفتوح المصدر لبرمجيات الروبوتات. وهو ليس نظام تشغيل بالمعنى التقليدي، بل هو مجموعة من المكتبات والأدوات والاتفاقيات التي تساعد المطورين على بناء تطبيقات الروبوتات. ويتولى النظام إدارة التواصل بين العمليات، وتجريد الأجهزة، والخوارزميات الشائعة.

بدأ تطوير نظام ROS في جامعة ستانفورد عام ٢٠٠٧، وتولت صيانته لاحقًا كل من Willow Garage ومؤسسة Open Source Robotics Foundation. وقد حسّن الإصدار الحالي ROS 2 الأداء في الوقت الفعلي، والأمان، ودعم الروبوتات المتعددة. يتوفر آلاف الحزم البرمجية: برامج تشغيل لأجهزة الاستشعار، وتطبيقات SLAM، ومكتبات تخطيط الحركة، وواجهات المحاكاة.

المفاهيم الأساسية لنظام ROS

• العُقد: العمليات التي تُجري الحسابات.
• المواضيع: قنوات الرسائل القائمة على النشر والاشتراك.
• الخدمات: التواصل القائم على الطلب والاستجابة.
• الإجراءات: مهام طويلة الأمد مع تقديم ملاحظات.
• الحزم: مجموعات منظمة من التعليمات البرمجية.

نظام ROS ليس مثاليًا، فتعلمه يتطلب جهدًا كبيرًا. ويتطلب الأداء في الوقت الفعلي ضبطًا دقيقًا. يُعد ROS 2 أفضل، ولكنه لا يزال غير مُصمم للعمل في الوقت الفعلي تمامًا. تستخدم بعض الروبوتات التجارية ROS في مرحلة النمذجة الأولية، ثم تُعيد كتابتها للإنتاج. بينما تستخدمه روبوتات أخرى مباشرةً. تكمن قوة ROS في مجتمعه، حيث يمكن للمطور إيجاد حزمة برمجية لأي مستشعر أو خوارزمية تقريبًا، مما يوفر شهورًا من العمل. أصبح ROS لغة مشتركة في أبحاث الروبوتات، إذ تتضمن معظم الأبحاث شفرة ROS، وتستخدمه معظم المختبرات. ليس هو الإطار الوحيد، ولكنه الأكثر استخدامًا. بالنسبة لأي شخص يدخل مجال الروبوتات، يُعد تعلم ROS أمرًا ضروريًا تقريبًا.