機器人操作系統是為機器人標準化設計而構造的軟件平臺，它使得每一位機器人設計師都可以使用同樣的平臺來進行機器人軟件開發。標準的機器人操作系統包括硬件抽象、底層設備控制、常用功能實現、進程間消息以及數據包管理等功能，一般而言可分為低層操作系統層和用戶群貢獻的機器人實現不同功能的各種軟件包。

可以毫不夸張地說，現有的機器人操作系統架構基本都是源自于linux，微軟機器人開發團隊2007年也曾推出過一款“Windows版”機器人OS，然而如今業內公認的主流機器人操作系統無非只有以下幾種，且都是依托于linux內核構建起來的：

ROS是專門為機器人設計的一套開源操作系統，2007年斯坦福大學人工智能實驗室與機器人技術公司Willow Garage針對其個人機器人項目（Personal Robots Program）開發了ROS的雛形。經過這幾年的發展，ROS從最初的無人問津的小眾操作系統，到現在已是主流的機器人操作系統之一。

ROS充當的是通信中間件的角色，即在已有操作系統的基礎上搭建了一整套針對機器人系統的實現框架。ROS還提供一組實用工具和軟件庫，用于維護、構建、編寫和執行可用于多個計算平臺的軟件代碼。

值得一提的是，ROS的設計者考慮到各開發者使用的開發語言不同，因此ROS的開發語言獨立，支持C++，Python等多種開發語言。

ROS的系統結構設計也頗有特色，ROS運行時是由多個松耦合的進程組成，每個進程ROS稱之為節點（Node），所有節點可以運行在一個處理器上，也可以分布式運行在多個處理器上。在實際使用時，這種松耦合的結構設計可以讓開發者根據機器人所需功能靈活添加各個功能模塊。

Ubuntu

Ubuntu由全球化的專業開發團隊Canonical Ltd打造，基于Debian GNU/Linux開發，同時也支持x86、amd64/x64和ppc架構。Ubuntu的初衷是作為Debian的一個測試平臺，向Debian提供通過測試的穩定軟件，并且希望Ubuntu中的軟件可以很好地與Debian兼容。由于它的易用性，而且獲得眾多社區的支持，Ubuntu發展成了一款不錯且流行的Linux 發行版本。

Ubuntu擁有龐大的社區群支持它的開發，用戶可以及時獲得技術支持，軟件更新快，系統運行穩定。Ubuntu所有系統相關的任務均需使用Sudo指令是它的一大特色，這種方式比傳統的以系統管理員賬號進行管理工作的方式更為安全，這也是Linux、Unix系統的基本思維之一。

隨著物聯網設備的風行，2015年Ubuntu首度推出了一個專門針對物聯網設備設計的新Snappy Ubuntu Core，整合了更多云端和虛擬技術，并宣稱能夠在無人機、機器人上更順暢地運行。

在眾多開源桌面操作系統中，無論是性能還是界面Ubuntu都被公認為是最優秀的。

Android

Android系統對于我們來說已經是相當熟悉的“玩伴”了，平常在手機上見得多，其實在機器人領域它也是主流的操作系統，軟銀的Pepper機器人便是使用的Android系統。由于Android在應用程序的審核上相對寬松，因此目前來說使用Android系統開發智能機器人的企業要占絕大比例。

介紹完三家老牌的操作系統，我們來看看下面兩家國內力捧的后起之秀：

小i機器人iBot OS

小i機器人相信從事機器人行業的朋友都不陌生，這可是咱們國家力捧的“智能機器人客服中國第一品牌”，看看它的客戶群體你就知道人家有多牛X：

除了Nao和Ina這兩個大家耳熟能詳的智能機器人產品外，小i在操作系統上一樣下了不少功夫：

由小i機器人自主研發的智能機器人云操作系統——iBot OS，采用離線和在線相結合的服務模式，能夠幫助普通機器人和硬件設備實現深度學習的智能人機交互能力，使其具備智能感知能力、智能認知能力、智能協作能力、邏輯分析能力、自主學習能力和情感表達能力。

iBot OS具備全面的跨平臺性和強大的硬件適配能力，“Lite版本”為單片機等嵌入式系統提供支持功能，可運行于低成本低主頻的嵌入式硬件內，為硬件增加智能處理能力，同時也兼容x86和Arm等主流硬件平臺，能夠橋接ROS、Linux、Windows和Android等各種操作系統。

圖靈機器人操作系統Turing OS

在國內，做智能機器人產品的數不勝數，但敢做并且有實力做智能機器人操作系統的，屈指可數，小i是一家，圖靈機器人則是另外一家。

2015年11月，圖靈機器人發布了他們的人工智能機器人專屬操作系統Turing OS，依靠其背后運行的思維強化引擎、情感計算引擎以及自學習引擎，提升機器人的多模態交互能力。

思維強化引擎

Turing OS基于對人類宏觀思維模式及微觀思維模式的研究，為機器人研發了一套強大的思維強化引擎，讓機器人具備多種宏觀及微觀思維模式，從而獲得人類思維能力。據悉，目前搭載Turing OS的機器人在思維強化引擎的作用下，思維能力已達到4～5歲兒童水平。

情感計算引擎

情感計算引擎主要包含情感識別及情感表達兩個方面。情感識別是對人類的正負向情緒，以及正負向情緒中的顯性及隱性情緒進行判斷。情感表達是幫助機器人可通過多維度輸出情緒，如語言、表情及動作等。

自主學習引擎

自主學習引擎則是基于自學習算法和大數據支持，在超級計算機上快速迭代，提高機器的智能水平。

目前很多機器人團隊都是集成現有的AI引擎在一起進行開發，但這是遠遠不夠的。機器人操作系統的出現實現了從底層設備控制到高層數據管理的一大集成，對于開發者來說絕對是一大利器。當然羅馬城也不是一天建成的，機器人操作系統的完善不僅需要海量的硬件適配，也需要海量的開發者參與其中，我們也應該多多支持本土企業，讓國產機器人系統早日沖出中國，走向世界。