Colaboración con el open source y el sector de la salud

0:00 Brian Gerkey

En 2007, una empresa de investigación y desarrollo en robótica del área de la bahía de San Francisco llamada Willow Garage buscaba impulsar la tecnología de vanguardia en el sector con la mayor rapidez posible. Para lograrlo, diseñamos una plataforma de investigación en robótica de última generación que se puso a disposición de los laboratorios de todo el mundo tanto en el ámbito académico como empresarial.

Ese robot es el PR2, al cual pueden ver en la fotografía. Se trata de un robot con ruedas que tiene el tamaño de una persona, dos brazos y muchos sensores, el cual se diseñó para apoyar los experimentos científicos avanzados que se necesitaban llevar a cabo para desarrollar nuevas funciones y descubrir nuevos algoritmos.

0:44 Brian Gerkey

Sin embargo, no solo diseñamos el hardware; también desarrollamos una amplia plataforma de software a la cual llamamos ROS (Sistema operativo robótico). Si no la hubiésemos creado, todos los que tuvieran uno de estos robots habrían tenido que diseñar su propio software. Como queríamos evitar esa duplicación de esfuerzos, diseñamos una plataforma de software open source y la pusimos a disposición de todo el mundo, de manera que también pudiera usarse en otros robots.

Si bien Willow Garage duró aproximadamente seis años, su trabajo perdura por medio de la tecnología y de las personas. El grupo que ven reunido alrededor del PR2 es una de las primeras cohortes de pasantes. Esta fotografía es del verano de 2009. La mayoría de estas personas ahora trabaja en distintas áreas de la robótica, ya sea dirigiendo empresas del sector, al frente de proyectos de robótica de grandes empresas de tecnología o en el ámbito educativo.

1:39 Brian Gerkey

Veamos qué es ROS. Primero que nada, a pesar de lo que indica su nombre, no se trata realmente de un sistema operativo, sino de un conjunto de herramientas de software y bibliotecas que se ejecutan en un sistema operativo, que puede ser Linux o algún otro. Proporciona todos los elementos que se necesitan para diseñar aplicaciones robóticas y cuenta con un sistema de transmisión de mensajes. Este permite enviar los datos, por ejemplo, de una cámara a un algoritmo de reconocimiento de objetos; luego, a un planificador de movimiento y, de allí, a los motores. De esta manera, se le indica al robot hacia dónde ir.

Asimismo, incluye herramientas para los desarrolladores que permiten lanzar los sistemas, examinarlos, controlar lo que sucede, ver los datos que pasan a través de ellos, registrar dichos datos, volver a ejecutarlos, corregir los errores y mucho más. También contamos con funciones que son implementaciones de algoritmos muy conocidos y utilizados, como el diseño de mapas, el rastreo de la ubicación y la evitación de obstáculos.

Y como se utilizó un enfoque open source, contamos con un ecosistema mundial de usuarios, desarrolladores y sistemas de software al que todos pueden acceder cuando diseñan aplicaciones robóticas. ROS es para la robótica lo que Android o iOS es para el desarrollo de aplicaciones de dispositivos móviles, ya que ofrece todos los elementos y las piezas que se necesitan para diseñarlas sin tener que comenzar desde cero.

2:57 Brian Gerkey

Tal como sucede en el desarrollo de aplicaciones móviles, en la robótica necesitamos probar los nuevos sistemas de software en un emulador antes de implementarlos en el hardware. Es fundamental poder desarrollar y probar los algoritmos en el software antes y después de la transición al hardware real del robot, y también durante ella. Incluso podría decirse que es más importante en el caso de los robots que en el de los dispositivos móviles, ya que la logística de las pruebas en los robots móviles que realizan tareas difíciles es mucho más compleja.

3:35 Brian Gerkey

Una de las tecnologías del ecosistema de ROS es un simulador open source llamado Gazebo. Se trata de una simulación 3D basada en la física que permite diseñar entornos sofisticados y completos en tres dimensiones, y colocar robots (con ruedas, con patas, en vuelo, con sensores, etc.) dentro de ellos. Lo que hacemos con Gazebo es ofrecer por medio de todas estas funciones el mejor sustituto posible para los robots físicos.

Nuestro objetivo es que usted pueda desarrollar todo un sistema de control basado en ROS, probarlo en esta solución e implementarlo en el hardware. Además, podrá seguir probando el software de forma regular como parte del ciclo de integración continua en la simulación.

4:26 Brian Gerkey

Llevamos más de una década desarrollando y lanzando nuevas versiones de ROS. En ese tiempo, logramos reunir a una gran parte de la comunidad robótica mundial detrás de esta plataforma. ROS se ha convertido en la solución estándar en muchas áreas, como el ámbito académico o el desarrollo de productos. Desde el principio, tuvimos que tomar dos decisiones clave que nos permitieron lograr esa gran difusión dentro de la comunidad y que dieron lugar al éxito a largo plazo del proyecto.

5:01 Brian Gerkey

En primer lugar, decidimos desarrollar el proyecto de manera federada. No hay un único repositorio que tenga todo el código de ROS. Desde un primer momento, supimos que era un proyecto demasiado grande para que un solo grupo, y mucho menos una sola persona, estuviera a cargo de él. Queríamos que los especialistas de distintas áreas pudieran participar y hacer aportes de la manera más sencilla posible.

5:28 Brian Gerkey

Nos propusimos tener un índice central con todos los sistemas de software de ROS que se estuvieran utilizando. Si lo que quiere es colaborar con nosotros, solo necesita agregar su código a un repositorio, como GitHub, e indicarnos dónde está. De esta manera, tendremos toda la infraestructura distribuida, así como todos los ejemplos, las normas y las herramientas que le permitirán a la comunidad encontrar e instalar su software, y diseñar sistemas a partir de él. Esto provocó un aumento considerable en la cantidad de sistemas de software de ROS.

6:00 Brian Gerkey

La segunda decisión clave que tomamos estaba relacionada con las licencias. Cuando optamos por diseñar un software open source, queríamos que las personas pudieran acceder a él y utilizarlo con fines comerciales. Por eso, dado que dentro de estos sistemas hay muchos tipos de licencias, elegimos una permisiva. Comenzamos usando una licencia BSD de tres cláusulas para los nuevos sistemas de software, y ahora tenemos una licencia Apache 2.0. En ambos casos, los usuarios pueden acceder al software, modificarlo, incorporarlo a sus productos y hacer lo que quieran con él, lo cual llevó a que ROS se implemente en una gran cantidad de soluciones en todo el mundo.

6:45 Brian Gerkey

De cara al futuro, creo que la robótica y la automatización serán cada vez más visibles e importantes en nuestras vidas. De hecho, en la actualidad ya vemos robots en los supermercados, los hoteles, las oficinas y los hospitales. A medida que aumenta la importancia de la robótica y la automatización, resulta fundamental desarrollar ambos sectores sobre una base open source común, para que todos puedan realizar aportes, acceder a los recursos e ingresar al ámbito de la robótica.

7:23 Brian Gerkey

Esto me recuerda el caso análogo de la stack LAMP de la década de 1990, la cual revolucionó el Internet de la mano de Linux; Apache; MySQL; y Perl, PHP o Python. Gracias a ella, los empresarios del Internet pudieron desarrollar aplicaciones nuevas rápidamente en la red. Esto es exactamente lo mismo que buscamos lograr con ROS. Queremos que, si tiene una gran idea sobre algo que un robot podría hacer de forma útil, acceda a esta increíble infraestructura que se encuentra disponible de forma open source y diseñe su propio producto o servicio.

7:55 Brian Gerkey

Quisiera centrarme en algunas áreas de aplicación que me parecen particularmente prometedoras para la robótica y el ROS. Una de ellas es la conducción autónoma. En los últimos diez años, hemos visto un gran interés por los diversos tipos de vehículos autónomos. Está claro que, para que lleguemos a confiar en este tipo de automóviles, tenemos que hacer muchas pruebas y demostrar por medio de simulaciones que funcionan bien y que están preparados para su uso en las carreteras.

Considero que las pruebas deberían llevarse a cabo en un sistema open source. Si utilizamos un entorno de simulación abierto con capacidad de introspección y lo combinamos con conjuntos de datos open source, el público logrará confiar en los resultados de las pruebas. Estos son algunos ejemplos de simulación de vehículos autónomos utilizando Gazebo y ROS.

8:50 Brian Gerkey

Otro ámbito que me interesa mucho es el espacio. Cuando estaba en octavo grado, fui a un campamento espacial. Si bien sé que nunca seré astronauta ni iré al espacio, me reconforta saber que al menos el software que desarrollamos se está utilizando allí. A la izquierda, pueden ver el Astrobee, un robot asistente flotante que se desarrolló en el Centro de Investigación Ames de la NASA. Actualmente, se encuentra a bordo de la Estación Espacial Internacional y ejecuta el sistema ROS.

A la derecha, verán una representación de una futura misión de la NASA llamada Viper, en la cual se enviará este rover a la luna para realizar tareas de exploración. Me complace decir que está previsto que la versión más reciente de ROS (o ROS 2, como la llamamos nosotros) forme parte del software de ese robot. No podría estar más entusiasmado con las posibles aplicaciones en el espacio de nuestro software.