ロボットオペレーティングシステム（ROS）は、ロボットソフトウェアのためのオープンソースフレームワークです。これは従来の意味でのオペレーティングシステムではありません。開発者がロボットアプリケーションを構築するのに役立つライブラリ、ツール、および規約の集合体です。プロセス間の通信、ハードウェアの抽象化、および一般的なアルゴリズムを処理します。

ROSは2007年にスタンフォード大学で開発が始まり、その後Willow GarageとOpen Source Robotics Foundationによって維持管理されました。現在のバージョンであるROS 2では、リアルタイム性能、セキュリティ、マルチロボットサポートが向上しています。センサー用ドライバ、SLAMの実装、モーションプランニングライブラリ、シミュレーションインターフェースなど、数千ものパッケージが利用可能です。

ROSのコアコンセプト

• ノード：計算を実行するプロセス。
• トピック：パブリッシュ/サブスクライブ型メッセージチャネル。
• サービス：リクエスト・レスポンス型の通信。
• アクション：フィードバック付きの長時間実行タスク。
• パッケージ：整理されたコードの集合体。

ROSは完璧ではありません。習得にはかなりの時間と労力が必要です。リアルタイム性能を実現するには、慎重な設定が求められます。ROS 2は改善されていますが、それでもハードリアルタイムシステムとは言えません。商用ロボットの中には、プロトタイプ開発にROSを使用し、その後製品化に向けて書き換えるものもあります。また、ROSを直接使用するものもあります。ROSの強みはコミュニティです。開発者は、ほぼあらゆるセンサーやアルゴリズムに対応するパッケージを見つけることができます。これにより、数ヶ月分の作業時間を節約できます。ROSはロボット研究における共通語となっています。ほとんどの論文にROSコードが含まれており、ほとんどの研究室で使用されています。ROSは唯一のフレームワークではありませんが、最も広く利用されています。ロボット工学に携わる人にとって、ROSの学習はほぼ必須と言えるでしょう。