Colaboração em open source e saúde

0:00 Brian Gerkey

Em 2007, foi criada uma empresa de pesquisa e desenvolvimento em robótica na Baía de São Francisco chamada Willow Garage. Nosso objetivo era desenvolver o que há de mais avançado em tecnologia o mais rápido possível. Para isso, criamos uma plataforma de ponta de pesquisa em robótica e a disponibilizamos aos laboratórios universitários e empresariais do mundo todo.

O robô é o PR-2, como você pode ver na imagem. É um robô de tamanho humano e com rodas, com dois braços e muitos sensores. Ele foi criado para dar suporte a experimentos científicos avançados que precisavam de robôs para o desenvolvimento de novos recursos e descoberta de novos algoritmos.

0:44 Brian Gerkey

Mas, não nos limitamos ao hardware. Também desenvolvemos uma extensa plataforma de software que chamamos de ROS, Robot Operating System. Se não tivéssemos feito isso, todos que adquiriram um desses robôs teriam criado seu próprio software, e queríamos evitar esse esforço repetido. Por isso, fizemos essa plataforma de software open source e a disponibilizamos para o mundo inteiro, de forma que também pudesse ser usada em outros robôs.

No fim das contas, a Willow Garage durou cerca de seis anos, mas seu trabalho continua vivo, e não apenas pela tecnologia, mas também pelas pessoas. O grupo em volta do PR-2 é uma das primeiras turmas de estagiários. Isso foi no verão de 2009, e a maioria dessas pessoas agora está espalhada pelo setor de robótica. Liderando empresas de robôs, trabalhando em grandes empresas de tecnologia em projetos de robótica ou com pesquisas acadêmicas.

1:39 Brian Gerkey

O que é o ROS? Em primeiro lugar, apesar do nome, não é um sistema operacional. É um conjunto de ferramentas de software e bibliotecas que rodam em um sistema operacional, normalmente o Linux, mas é também compatível com outros. Ele oferece todos os componentes necessários para criar aplicações de robô. Há um sistema de transmissão de mensagens no núcleo, geralmente chamado de tubulação. Ele ajuda a obter dados de, por exemplo, uma câmera para um algoritmo de reconhecimento de objeto para planejamento de emoções e, em seguida, de volta para alguns motores. Assim, é possível dizer ao robô para onde ir.

Ele também tem ferramentas do desenvolvedor, que permitem que você inicie o sistema, faça uma introspecção dele, descubra o que está acontecendo, visualize os dados que fluem pelo sistema, registre-os, reproduza-os, depure-os e assim por diante. Também temos recursos que são implementações de algoritmos comumente usados, como para construir mapas, manter o controle de onde está e evitar obstáculos.

Como ele é open source, também contamos com um ecossistema global de usuários, desenvolvedores e software no qual todos podem desenvolver aplicações de robô. De certa forma, podemos dizer que o que o ROS faz na robótica é o mesmo que o Android ou o iOS fazem no desenvolvimento de apps para dispositivos mobile. Ele oferece todas as ferramentas que você precisa para criar uma aplicação sem precisar iniciar do zero.

2:57 Brian Gerkey

E, assim como no mundo de desenvolvimento de app mobile, no qual você normalmente testa seu novo aplicativo em um emulador para que possa testá-lo em um software antes de colocá-lo no hardware do dispositivo mobile, o mesmo deve ser feito na robótica. É preciso conseguir desenvolver e testar seus algoritmos no software antes, depois e durante a transição para o hardware real do robô. Isso é ainda mais importante para robôs do que para dispositivos mobile, porque a logística de testes de robôs mobile que realizam tarefas difíceis pelo mundo é um pouco mais complicada.

3:35 Brian Gerkey

Portanto, parte do ecossistema do ROS é um simulador open source chamado Gazebo. É uma simulação 3D baseada na física que permite criar modelos de ambientes 3D completos e ricos e, depois, inserir robôs nesses ambientes que podem ter rodas ou pernas ou ser voadores e com sensores. Com o Gazebo, oferecemos, por meio de todas essas possibilidades, o melhor substituto possível ao robô físico.

Nosso objetivo com o Gazebo é que você possa desenvolver todo o seu sistema de controle baseado no ROS, testá-lo inteiramente no Gazebo e, em seguida, levá-lo ao hardware. Além disso, queremos que você possa, com o cuidado necessário, continuar testando seu software regularmente como parte do ciclo de integração contínua na simulação.

4:26 Brian Gerkey

Temos desenvolvido e lançado novas versões do ROS há mais de uma década. E, naquela época, reunimos muito da comunidade robótica global por trás da plataforma. Podemos dizer que o ROS se tornou o verdadeiro padrão em áreas acadêmicas no desenvolvimento de soluções. Lá atrás, duas decisões que tomamos logo no início foram essenciais para o estabelecimento dessa massa crítica dentro da comunidade e para o sucesso do projeto em longo prazo.

5:01 Brian Gerkey

Primeiramente, escolhemos desenvolver o projeto de maneira agregada. O código do ROS não está contido em um único repositório. Sabíamos desde o início que era um projeto grande demais para apenas um grupo, mais ainda para que apenas uma pessoa ficasse responsável por ele. Queríamos tornar o mais fácil possível para especialistas em áreas específicas intervirem e fazerem suas próprias contribuições.

5:28 Brian Gerkey

Assim, desde o início, dissemos "Bem, teremos um índice central com todos os softwares ROS disponíveis. Se você quiser contribuir com o ROS, basta inserir seu código em um repositório, por exemplo o GitHub, e nos dizer onde está. E, assim, teremos toda a infraestrutura distribuída e todos os exemplos, normas e ferramentas que permitirão que a comunidade inteira encontre, instale e crie em seu software." Isso gerou uma explosão na quantidade de softwares ROS espalhados pelo mundo.

6:00 Brian Gerkey

A segunda decisão essencial no início foi em relação ao licenciamento, quando sabíamos que faríamos um software open source. E, claro, dentro do software open source, há muitas possibilidades de licenças. No início, decidimos que queríamos ver o software sendo selecionado e usado comercialmente. Por isso, escolhemos um licenciamento permissivo. Usamos a licença BSD de três cláusulas para novos softwares. Agora, usamos a licença Apache 2. Nos dois casos, as licenças permitem que você, usuário, pegue o software, modifique-o, incorpore-o ao seu produto e, basicamente, faça o que quiser com ele. Isso fez com que o ROS fosse amplamente implantado em soluções do mundo todo.

6:45 Brian Gerkey

De olho no futuro, acho válido dizer que a robótica e a automação estão cada vez mais presentes e importantes nas nossas vidas. Hoje, vemos robôs em supermercados, hotéis, escritórios e hospitais. A robótica e a automação são cada vez mais importantes. Por isso, acredito que é essencial desenvolvermos esse setor com base nas práticas do open source. Algo com que todos possam contribuir ou acessar e que democratize a capacidade de se inserir no campo da robótica.

7:23 Brian Gerkey

Estou pensando em algo semelhante ao famoso stack "LAMP", que existiu na década de 1990 e possibilitou a revolução da Internet com o Linux, Apache, MySQL, Perl, PHP ou Python. Ele permitiu que empresários da Internet desenvolvessem novas aplicações online com rapidez. É exatamente isso que estamos tentando fazer com o ROS. Queremos possibilitar que você, caso tenha uma grande ideia de funcionalidade para um robô, venha e tenha acesso a toda essa incrível infraestrutura open source disponível e, então, crie seu produto ou serviço.

7:55 Brian Gerkey

Queria focar em duas áreas de aplicação que acredito que são especialmente promissoras para a robótica em geral e para o ROS especificamente. Uma delas é a direção autônoma. Vimos um aumento no interesse em vários tipos de carros autônomos na última década. Acredito que é um consenso que, para chegarmos ao ponto em que confiamos que esses carros vão realmente dirigir sozinhos pela estrada, precisamos de muitos testes para provar que eles são bons e estão prontos para uso na simulação.

E, para mim, esses testes devem ser realizados em um sistema open source. Devemos ter um ambiente de simulação open source e de introspecção combinado com conjuntos de dados open source que permitam que o público ganhe confiança nos resultados dos testes. E, aqui, eu mostro alguns exemplos de simulação de veículos autônomos usando o Gazebo no ROS.

8:50 Brian Gerkey

Outra área que me interessa muito é o espaço. Fui para o acampamento espacial na oitava série e eu jamais serei um astronauta. Eu não vou para o espaço, mas me conforta o fato de que alguns softwares que desenvolvi agora estão sendo executados no espaço. À esquerda, temos o Astro B, desenvolvido no Centro de Pesquisa Ames da NASA. É um robô assistente flutuante livre que, agora, está na Estação Espacial Internacional e executa o ROS a bordo.

À direita, temos uma representação de uma missão futura chamada Viper, na qual a NASA enviará este Rover à lua para fins exploratórios. Fico feliz em dizer que a versão mais recente do ROS, o ROS 2, como chamamos, será parte do sistema de software desse robô. Estou muito animado com as possíveis aplicações espaciais para o software que desenvolvemos.