专访 Ubuntu 老板：丰富的机器人和自动化系统生态系统

Canonical 对 Mike Bell 的独家采访 ，Ubuntu 背后的公司

关于机器人操作系统的讨论很多。可以理解的。但机器人和自动化系统开发中使用最广泛的操作系统实际上是 Ubuntu。

事实上，ROS 根本不是一个操作系统，它是一套软件框架，或者说是一个软件开发工具包，可以安装到像 Ubuntu 这样的操作系统中。

正如 Canonical 物联网和设备执行副总裁 Mike Bell 在一次独家采访中解释的那样：“这有点令人困惑，因为它被称为机器人操作系统，但原因是如果你正在开发机器人应用程序，你就不会”不用担心它是在 Ubuntu 上运行的。

“您只需编写应用程序以连接到 ROS SDK，然后部署在 Ubuntu 上。”

ROS 可以安装在各种系统上，但 Ubuntu 可能是它最好的平台——无论如何，Ubuntu 在 ROS 下载页面上都位居榜首。

Ubuntu 是使用最广泛的 Linux 发行版（或版本）之一，它是开源操作系统，它本身基于 Unix。

尽管 Ubuntu Linux 是一个免费的开源操作系统，但许多公司（例如 Canonical）从他们围绕它构建的服务中获利。

然而，Canonical 与其他公司不同，其中许多公司实际上通过 Ubuntu Linux 赚了很多钱——Canonical 实际上是维护 Ubuntu Linux 的公司。

用老式的术语来说，Canonical 有点拥有 Ubuntu Linux，尽管必须说没有人真正拥有像 Ubuntu Linux 这样的开源软件——这就是它被称为开源的原因。

整个开源运动可能始于 Linus Torvalds 最初创建 Linux 内核，当时他还在芬兰赫尔辛基上大学。

内核是操作系统的中心、核心或最重要的部分，Linux 内核最初只是 Torvalds 的爱好。

在长期担任 Linux 内核的主要开发者之后，Torvalds 邀请其他程序员帮助开发，很多人都接受了邀请。

于是，不仅Linux的发展加速，而且掀起了一场全球性的软件运动，导致了许多领域的大量软件开发，其中的成果之一就是基于Linux的Android操作系统。

Linux 本质上是用于各种智能手机、平板电脑和笔记本电脑以及我们今天在世界上看到的许多其他设备的生态系统。

如果旧系统继续存在，我们将只有 macOS 这个和 Windows 那，可能还有一两个其他设备，这意味着设备范围有限，而且很少有人有机会开发自己的软件和硬件，由他们自己或与其他开发者一起。

Torvalds 还因发明了用于软件开发的 git 版本控制系统而受到赞誉。也许他也可以被认为是 ROS 的推动者，尽管是间接的。

Linux 于 1991 年首次发布，最新版本于 2017 年 9 月 17 日周末发布。

无论如何，正如贝尔所说，“ROS 是一套在 Ubuntu 上运行的工具包，它不是一个单独的操作系统。”

Canonical 的观众

Canonical 称自己是 Ubuntu 背后的公司。它与 Ubuntu 同时成立，旨在提供必要的支持，帮助操作系统进入更广阔的市场，这个市场现在包括许多政府、行业和创客社区。

Ubuntu Linux 的灵活性和适应性可能是其成功的关键——任何系统都有不同的版本，从热情的制造商制造的微型设备到大型数据中心或公共云中的服务器。

Bell 解释说：“Canonical 是 2004 年围绕 Ubuntu Linux 操作系统成立的公司。

“从那时起，我们将公司分为两个部门：一个由我经营，专注于物联网；另一个由我负责。另一个是我的同事 Anand Krishnan 经营的，它是云业务的一部分。

“在过去的几年里，该业务的客户服务方面一直在加速发展，我们已经看到了巨大的发展势头。”

“例如，在公有云中——比如 AWS、谷歌、Azure……我们现在在这些公有云上运行的所有操作系统上的使用率超过 60%。

“我们现在看到了这些大型企业在内部数据中心内的吸引力，因此我们开始赢得大型企业的青睐。”

Ubuntu 是 OpenStack 的参考操作系统，OpenStack 是一个用于管理云计算基础设施的开源软件平台。最近，OpenStack 进行了更新，使公司更容易更轻松地更改云服务和基础设施提供商。这可能会加速 Canonical 的业务增长。

Canonical 提供的主要下载有：

• Ubuntu 桌面
• Ubuntu 服务器
• Ubuntu 云；和
• Ubuntu 核心

然后是优麒麟，它是专门为中国用户创建的。此外，还有多种“风味”，具有不同的应用和设置。

还提供支持服务，并且鉴于操作系统是免费的，这就是赚钱的地方。

桌面是增长的平台

贝尔说，他管理着 Canonical 的部门，该部门处理“不在数据中心内”的所有计算，其中包括公司归类为物联网的 Ubuntu 机器人平台。

除了它的许多其他显着的成功，例如作为主图中 Robotis 类人机器人的操作系统，Ubuntu 还被用于参加上一届 Darpa 机器人挑战赛的大多数机器人。

Canonical 的主要产品之一，在 Bell 的职责范围内，是 Ubuntu 桌面，它是 Windows 操作系统或 macOS 的免费、开源替代品。

Ubuntu Desktop 目前是 Canonical 增长的主要驱动力之一。 “在许多方面，无论是云计算还是我们在物联网领域看到的增长，成功的原因之一实际上是围绕着这样一个事实，即世界上的许多开发人员和创新者都在使用 Ubuntu Linux Desktop 作为他们的开发者平台，”Bell 说。

“目前，我们估计至少有 300 万人在基于 Ubuntu 的平台上进行开发。所以我们现在开始看到的是嵌入式领域的采用。

“我们有点使用物联网这个词——它在很多方面有点懒惰，它只是一个很好的包罗万象的术语。但它确实适用于嵌入式计算机。

“计算范围从机器人、无人机到家庭网关、制造现场的设备、边缘网关等等。我们解决了一系列不同的用例。

“为此，我们采用了我们的 Ubuntu 操作系统并做了一个有针对性的版本，因为我们知道人们对成本很敏感，而且计算通常比你在台式机或服务器上获得的要少得多。所以我们有一个最小版本的 Ubuntu，称为 Ubuntu Core，我们的目标是那些嵌入式设备。”

尽管“成本”最终可能指的是金钱，但执行任务所需的处理量变得越来越重要。计算操作越高效，数据存储、传输和处理的成本就越低，这最终可能会导致设备更小、更节能。

帮助开发人员开发可行的东西

正如您现在可能已经猜到的那样，Ubuntu 在 Maker 社区中扮演着重要的角色，因为它在 Raspberry Pi 上并且易于安装在 Arduino 上。

但 Ubuntu 的商业成功一直在企业市场，它是在运输、制造、物流和许多其他领域开发先进技术的公司的首选操作系统。

“对我们来说很重要的一件事就是让开发人员更轻松，Bell 说。

“我们希望确保他们不必陷入一大堆非常困难的硬件支持问题，包括用于 Linux 的设备驱动程序等，因此我们与英特尔等公司以及三星、英伟达等 ARM 授权商合作、高通等。

“我们所做的是与他们合作，以确保在他们的嵌入式计算关键平台上……我们在那里启用 Ubuntu。

“现在，他们可能会在某些产品上实际搭载 Ubuntu。

“有时，我们启用了一个有人可以下载的芯片组，它就可以正常工作。其他时候，例如 Raspberry Pi，它是一台单板计算机，因此您可以在其中运行所有东西，我们启用了所有功能。

“所以它会有所不同。

“我们发现，创客社区倾向于关注 Raspberry Pi 之类的电路板，而我们现在看到的是人们正试图将其在 CM3 [Raspberry Pi Compute Module 3] 电路板上推向市场。

“但我们也在各种英特尔平台上用于机器人应用程序，例如 [英特尔] Euclid，你有一个实感摄像头，然后在上面安装 Ubuntu。

“所以我们有一系列不同的方式来实现。

“我们的主要任务是尽可能多地安装硬件，无论是芯片本身，还是制造商在单板计算机上部署的系统，这样当有人购买它时，他们就可以直接将其连接起来到一堆显示器和任何东西上，然后突然它就开始运行了——他们不需要安装任何东西。”

工业操作系统 4.0

Canonical 拥有众多令人印象深刻的企业客户，其中最著名的可能是 Nvidia、Dell 和 Bosch。

工业巨头博世要么使用公司自己构建的定制版 Linux，要么使用 Canonical 的 Ubuntu 发行版。此外，博世旗下的 Mayfield Robotics 已经在 Ubuntu 平台上构建了 Kuri 家用机器人。

通过芯片制造商 Nvidia，可以在绝大多数具有自动驾驶功能的新车上找到 Ubuntu。汽车制造商购买英伟达的芯片组，英伟达以 Ubuntu 为基础在其上构建自己的工具集。

正如贝尔解释的那样：“现在，您看到大多数制造商（如沃尔沃、戴姆勒、特斯拉等）进入市场的主要平台是 Nvidia Drive PX，并且由 Ubuntu 启用。

“所以当你访问他们的网站时，你会发现它实际上是我们的发行版。

“我们与 Nvidia 合作，他们稍作修改，我们支持基本上是 Ubuntu 操作系统，使人们能够进行自动驾驶汽车开发。

“此外，对于英伟达来说，他们还有一个叫做 DGX 工作站的东西——这是一个人工智能机器学习平台。它只有一个操作系统，那就是Ubuntu。

“因此，在自动驾驶汽车、人工智能和机器学习方面有几个有趣的用例。

“我认为英伟达最近被麻省理工学院评为最具创新性的科技公司之一，因此能够与像英伟达这样的公司合作真是太好了。

“如果我们去工业应用，戴尔有一个产品叫戴尔 Edge Gateway 5000 和 3000。

“这些产品不是典型的戴尔 PC 或服务器。它们旨在进入恶劣的环境，无论是在公用事业、制造现场，甚至是施工管理中的监控环境。

“因此，边缘网关可以在信息技术和 OT 之间架起运营技术环境的桥梁。

“通常，在这类工业应用中，您可以对网络进行隔离——将非常可操作的事物与典型的 IT 网络分开。

“边缘网关是一种非常好的方式，可以获取大量数据，在运营环境中进行一定程度的处理，然后将其直接传输到云端或返回到企业 IT 网络。

“戴尔一直专门针对该边缘网关的工业市场。这是一款非常坚固的产品 - 侧面有大型散热器，但其形式使其能够位于工厂或机房中，而不是典型的数据中心应用。

“工业领域的另一个例子是博世，”贝尔继续说道。

“博世力士乐是其子公司之一，它有一个 PLC 产品——一种可编程逻辑控制器——控制典型工厂中机器之间的低电平输入输出。它们可以是制造厂，也可以是公用事业，也可以是石油和天然气设施。

“而且那个 PLC 正在运行 Ubuntu Core，类似于 Dell Edge 网关。

“因此，这两款产品都使 Ubuntu Core 能够作为控制工业应用程序的安全嵌入式操作系统运行。”

虽然无人驾驶汽车是一个新事物，而且是一个相对小众的市场，但工业部门——制造业、物流等——是最古老的行业之一，这或许可以解释为什么它是最保守的行业之一。

直到过去几年，大多数工厂甚至都没有连接到互联网——而且很多仍然没有；他们的机器上都没有连接到互联网网关的传感器，依此类推。现在，随着工业 4.0 和工业互联网的到来，机器正在说话并迁移到云端。

“传统上，”Bell 说，“您通常在制造厂、公用事业或石油和天然气设施中发现的运营技术世界是非常封闭的，有很多防火墙，而且不会改变。

“在这些环境中，资产寿命相当长。当您投入工厂、生产线时，您会期望它的使用寿命为 7 到 10 多年。

“因此，他们希望监控这些设备的设备寿命也很长。因此，您不是在谈论消费者，最长三年的使用寿命，而是在谈论更长的使用寿命。

“随着这些环境已经开始利用基于云的服务，这也意味着它们拥有互联网和连接到这些网络的企业 IT 网络，这意味着安全成为运行 OT 环境的人们的首要任务。

“我们使用 Ubuntu 在我们运行的每个平台上做的一件事是，我们非常擅长在安全补丁方面使我们的操作系统保持最新。

“所以在那个时候一切都是安全的。

“然后，几天或几周后，有人发现了一个漏洞，然后你必须修复它。没有操作系统可以说它们永远是完全安全的，所以重要的是您更新和修补操作系统的速度有多快，然后如何在现场进行更新？

“我们对 Ubuntu Core 所做的是，我们使操作系统的所有方面都可以通过无线方式升级，因此设备可以在更新后立即进行更新。

“所以设备可以看到有新版本并立即下载。

“这就是我们解决安全问题的方式，这也是我们在工业领域受到关注的原因，因为人们关心安全，而 Ubuntu Core 专注于安全。”

云机器人操作系统

很长一段时间以来，许多专家一直在谈论云机器人和网络物理系统，即人类、机器人和自动化系统都在一个集成环境中协同工作。

您可以将整个工厂甚至世界各地一系列工厂的人、机器人和自动化系统连接起来的想法吸引了许多公司，尤其是大公司。

目前，没有简单的方法可以做到这一点，大多数这样做的工业公司都开发了自己的解决方案，与 Canonical 等计算机技术公司合作。

但是，向适应性强、灵活且易于安装的云机器人系统迈进的步伐正在加快，Ubuntu 几乎肯定会成为这种基础架构中的基本软件组件之一——它在很大程度上已经是。

Bell 表示，创建此类网络物理系统的成本甚至在中小型企业的预算范围内。

“如果你考虑摩尔定律，”他说，“计算能力在增加，但价格在下降，设备和组件也在变小。

“因此，所有这三个因素都意味着将硬件实际放入设备中——无论是机器人还是其他任何东西——变得更具成本效益。

“用平板电脑控制机器人的很多原因是因为需要做的事情很复杂，把电脑放在机器人身上太贵了。

“现在你看到的是物理尺寸合适、价格合适的硬件，可以将其安装到设备中。

“我认为这种趋势将变得越来越重要。

“三年前还买不起的东西今天完全可以负担​​得起。我的意思是这取决于设备，但仍然如此。

“这就是我们认为 Ubuntu 在物联网嵌入式设备上运行的真正机会的原因，因为我们能够将设备视为一个平台，并让多个应用程序以隔离、包含的安全方式运行。”

贝尔谈到工业机器人将越来越多地集成 PLC 或计算机的功能的可能性。 “传统的工业机器人领域是保守的，但在所有这些领域发生的事情——有点像 PLC——是人们将在其上运行专有或昂贵的嵌入式操作系统，运行非常定制的开发。

“我们能够看到的是人们部署了更加开放的平台，他们可以在云端和设备上访问这些平台。所以他们可以使用相同的工具包。我们经常看到这种情况发生。”

Siri，让我的无人驾驶汽车离开车库，在房子前面等我

可以说，将带来许多新创新的机器人领域是服务机器人或个人机器人——类似于 Kuri 等家庭的小玩具。

还可以包括智能家居设备，例如亚马逊支持 Alexa 的 Echo 和支持 Apple Siri 的 HomePod，因为它们是包含虚拟机器人的设备——尽管设备本身不会移动。

关键是与云的连接，这些机器人或设备可以访问大量计算，这对于最关键的功能之一——自然语言处理来说是必需的。

语音识别和自然语言处理需要大量的计算资源，即使对于说话雄辩、语法正确且不会喃喃自语的人来说也是如此。这是一个尚未完全解决的挑战，但贝尔认为现在离解决方案不远了，尽管他承认仍有工作要做。

“还有更多的发展要做，”他说。 “但将会发生的是它会加速。人们会突然发现有一个市场机会让他们可以做某事，然后人们会很快创新。

“他们目前的能力有限，但这有点像语音识别。如果你现在想想它的发展速度有多快。过去，所有的语音识别都是在本地设备上完成的，无论是在你的 PC 还是其他设备上，它从来都不是很出色。

“现在所有大型科技公司的情况是，他们所有的语音识别应用程序都在云中运行。这样一来，开发人员就可以在云端进行处理，在那里他们可以进行大量的机器学习并改进语音识别。

“如果我有一个可以与之交谈的机器人，并且如果我继续与它交谈，语音识别和理解就会越来越好。硬件将继续与云对话，并了解它需要说什么和做什么。”

贝尔指出，过去典型的手机只有砖头那么大，不能做今天更小的智能手机的一小部分。语音识别和自然语言处理也以类似的速度取得了进展。

尽管这主要是软件方面的挑战，但这样的进步将对机器人和家庭自动化设备等硬件产生影响，贝尔认为这将成为整个机器人和自动化行业的巨大增长动力。

“我认为我们将看到一个发展得更快的领域是服务机器人，”贝尔说。 “服务机器人可以应用于各个领域，从酒店到餐饮、餐厅和酒店等等。

“我们与一家生产酒店机器人的公司合作，他们在中国的酒店部署了这些机器人。他们为这些服务机器人采用了 Ubuntu。

“这些新领域正在为前所未有的设备创造新的市场。

“在服务机器人方面，我觉得只有三到五年的时间才能开始看到它们的大规模采用。”

Bell 重点介绍了 Google、Apple、IBM 等科技巨头在自然语言处理领域取得的面向软件的进步。他还指出，越来越多的计算硬件平台（小尺寸）使得更多的处理可以在机器上本地完成。

“一个非常好的例子是英特尔 Euclid，”Bell 说。 “这是一个内置实感摄像头的设备，然后是一个开发工具包，使人们能够构建机器人。它使您能够制作机器人原型。

“因此，这在消费和工业应用中都是非常好的消息。

“这是 Ubuntu 和 ROS 附带的产品的一个非常好的例子。安装实感摄像头并获得支持后，开发人员可以直接开始构建基于机器人的应用程序。”

Apple iPhone这一全球现象可能永远无法与其他任何人匹敌，但Apple世界之外还有大量的创新和发明空间和商业机会。

事实上，在某些会计期间，三星的手机销量比苹果还多。

这只是智能手机。

没有人知道使用新工具会发明哪些设备——语音识别、自然语言处理、Raspberry Pi 小型计算机、Arduino 板和英特尔 Euclids，仅举一些可用的基本工具，甚至没有提到增强现实和虚拟现实工具集现已可用。

一个可以理解你所说的一切的计算系统可以做什么？几乎什么都可以。

唯一的限制可能是硬件。

但即使是这种限制也有时间限制。只是没有人真正知道那个时间限制是什么。这可能取决于工程师、开发人员和企业家的独创性和远见。