加强嵌入式软件与机器人研究

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。