Betriebssysteme für Roboter

 In der Anfangszeit der Heimcomputer in den 1980er Jahren waren Betriebssysteme weitestgehend unbekannt. Zwar hatten 8bit Rechner von Commodore und Atari eigene Betriebssysteme, welche im ROM gespeichert waren, doch diese war sehr klein, hoffnungslos veraltet und wurden meist von der Software durch eigene Routinen ersetzt. Die Software in den 1980er Jahren wurde direkt für die Hardware programmiert ohne Zwischenschicht.

Als das PC Betriebssytsem MS DOS 3.x in 1985 veröffentlicht wurde, war das System noch sehr klein. Es brachte einige tools mit um Dateien auf Festplatte und Diskette zu speichern. Was fehlte waren Soundkartentreiber oder Grafikkartentreiber. Mit Aufkommen des Windows Betriebssystem ab den 1990er wurde der Umfang größer. Betriebssysteme entwickelte sich zur zentralen Steuerzentrale des Computers. Seit damals hat ihre Bedeutung weiter zugenommen, es ist nicht länger möglich Computer ohne Betriebssystem zu betreiben.

In der Robotik ist die Situation derzeit so dass es keine Betriebssysteme gibt und auch keinen Bedarf nach einer solchen Zwischenschicht. betriebssysteme für Roboter funktionieren anders als bei einem PC. Bei der Robotik muss die semantische Lücke geschlossen werden, also die zwischen Sensordaten und textueller Representation. Folglich muss das Betriebssystem zwischen diesen Layer vermitteln.

Vielleicht dazu einige Beispiele. Angenommen ein Roboter detektiert mit seinem Sensor ein Hinderniss vor sich was rot ist. Aufgabe des Betriebssystems also des vision language action models ist es auf den Bildschirm auszugeben "Rotes Hinderniss vor dem Roboter erkannt". In einem zweiten Beispiel gibt ein menschlicher Benutzer einen Befehl: "Fahre in die Mitte des Labyrinth und warte dort auf weitere Anweisungen". Es ist Aufgabe des Betriebssystems diese Befehl in eine Trajektorie zu übersetzen und auszuführen.

Die zwei wesentlichen Aufgaben eines Robotik-OS sind: Vision Question answering (VQA) und "instruction following". Beides hat etwas über der Übersetzung von high level Text in low level sensor/actuator Daten zu tun. Es ist die selbe Mittlerrolle welche PC Betriebssystem auch innehaben. Wesentliche Aufgabe von Linux und Co ist es, high level Anfragen der Software wie "speichere eine Datei auf der festplatte" in low level Aktivitäten der Hardware zu übersetzen, also das physische Ansteuern der SSD damit die Datei geschrieben wird.