新浪科技讯 4月18日，由工业和信息化部、科技部、中国科学技术协会指导，中国电子学会和中国电子报社共同主办的2008中国电子技术年会在北京举行。中国电子学会理事长吴基传、工业和信息化部副部长娄勤俭出席了会议。本次大会的主题是“科学技术是第一生产力”。

　　图为：北京航空航天大学机械工程自动化学院院长王田苗。以下为其发言内容：

　　王田苗：各位朋友下午好！

　　我演讲的题目是“嵌入式软件工程与服务机器人未来发展”。

　　嵌入式技术发展来自于单片机、DSP、实时操作系统等方面的需求，由电子工程师、计算机工程是、工业控制等多学科交叉融合学者推动。目前，新的嵌入式多核处理器、FPGA嵌入式系统设计、嵌入式软件可冲沟工程设计方法、移动计算与网络检测。我自己认为，嵌入式的技术正在逐步替代基于PC、传统计算机体系和学科的应用，它正在形成上千亿的市场需求，逐步进入了后PC时代。

　　从目前的市场来看，目前由于嵌入式最早来自于单片机和DSP，所以说从硬件的规模，远远大于软件的规模。就英国的这个方面的咨询公司所统计的数据来看，硬件大概在700多亿，而软件只有35亿左右。但是，它的增长速度还很快。

　　那么，为什么会增长速度很快呢？从我的理解来看，目前有这么几个方向，一个是手机，一个是数字电视，还有一个是与房地产、住宅、智能家居为背景的一些网络化监控系统，还有包括汽车电子。

　　在这里，我今天就我自己所熟悉的，我认为在工业方面，未来有这么几个发展前景，那就是工业无线技术与仪器仪表，无限传感网络与检测、工业机器人等相结合。

　　就日本咨询公司所通报的数据来看，在未来的2025年，大概有6万亿的市场，这里指的是日元，那么这相当于600亿美元。那么，从他的报告看，他目前渗透在工业机器人、军事以及其他的方面，大量地开始走向家庭。其中，最明显的是家居护理床相关的嵌入系统，自动地翻身、自动地感应。比如说跟老人的陪护交流，还有电子狗等等的电子宠物，以及电子机器人，都将在下一个10年出现。所以，在这样的背景下，人们对于机器人产业的发展给予了高度的重视和思考。

　　那么，日本的机器人公司和公司之间，无论是从硬件还是软件，是不兼容的。我们编一个CE的软件在车身上进行焊接，我里面使用的机构、部件和传感器都是不可互换的。所以，美国人对于这个问题提出了质疑，说机器人应该走PC发展的道路。去年的2月份，比尔·盖茨在《科学美国人》发表了时代机器人这样的报告，而且提出了未来20年的机器人的大概设想，是以软件运营，基于业务驱动的模块来进行开发。它不仅是一个概念，而且他赋予了相应地实施。

　　据内部报告，美国人在准备这个工作的时候大概花了3年的时间，而且开发了这样的系统，其目的一直是想统治于基于未来的Windows平台。因为他看到了PC小到装进了口袋，小到安到了墙上和床上。所以，他为了占领这个位置，所以就开发了面向机器人的ROBOTISCO。在这个问题上，日本和韩国人都反思，所以在构想着，能不能通过这样的中间件，来开发各种各样的机器人的模块，使它能够重用在不同的机器人上。

　　那么，在这样的一个背景下，我们领导了大概接近20个课题小组想攻克这个。因为，随着单片机发展的历程来看，我们中国人想在下一个10年、20年占据重要的位置，一个是在系统设计的方法上，一个是计算机软件内心设计的方法上，还有一个是芯片上，不然我们就在单片机20年的开发仅仅是应用上的工作。因此，我们有了两个构想，第一个是应用软件和服务软件，或者是实时控制软件的分离，第二个是模块和机器人的分离。

　　其目的，我们是想不用微软的系统。我们分析了微软的ROBOTISCO，目前它的库很大，而且可以支持这样的技术，但是它无法把一些东西下载到机器人上。目前，它只是仿真，而且它要求的实时性很高，所以我们想着是不是可以从核心的嵌入式软件入手，在上面开发一个基于图形规划集成的开发环境。

　　那么，在这个问题上，我们首先把应用和实时控制系统的分层和上面的应用来分离，这样的话，我们就可以控制这个问题，掌握我们所要研发的面向机器人的核心的操作系统。第一个是我们内心的实时的控制系统。第二个是控制组建。第三个是相应地应有系统。

　　我们其目的就是最后在中国这个范围内，对于未来的机器人产业提供支撑，由我们左边的不同部件形成，最后搭接在实际机器人上面。这涉及到了硬件、中间件、设备、组建、应用环境等等。

　　那么，这里是我们所构想的设计图，从红色的定义，以及到控件，与设备无关的控件。那么，这里我们通过大概5年的经验，我们选择了一个源代码作为控制，考虑到机器人的特点，我们觉得可以控制。又考虑到了将来的图形开发界面，我们把这两个操作系统结合起来，采用了硬件上的两级中断进行实时的处理。而对于内部的终端请求，我们使它内置到机器人里面。那么，通过了我们这几年的终端的测试比较，我们看到从响应终端的响应，事后的测试来看，那么这个蓝的是我们目的两级实时操作系统的构建。那么这个红色的Linux的操作系统，我们有很大的提高。

　　那么，跟服务器进行修改的一些Linux来比，我们的性能更高。对于它的带宽做了测试，那么这个带宽来看，我们蓝色和后色的明显好于黑色的传统的Linux和实际操作系统的Linux。那么，他们的吞吐量也不一样，目前我们有很好的性能。

　　那么，在这样内心的操作系统下，我们目前对它做的改造，对于可移植性来说，这样的系统非常有实用价值，特别有利于应用于机器人数控机床和相应地控制。

　　那么，在这样的情况下，我们对于这个开发系统做的一些研发，主要是针对一些特定的机器人的控件，兵役制，包括图形、驱动，以及在不同开发环境下的支持的运行模式，PC开发，以及直接下载到这样的版本下。

　　这是我们对于这样的一个环境，所做的一些研究工作。

　目前，这上面的图形是我们开发的环节，可以看出来，可以把控制器的各种图、障碍物、轨迹我们可以通过图形来设计。那么，上面图形的控制器，是我们未来想用于开发、集成的控制器。我们很希望我们内心的操作系统和图形操作界面，就是图形可编程的东西，能够支持我们未来的三类机器人。一类是娱乐，就是陪护教育等各种各样的，它可以很方便地复制在不同的机器人。第二类主要是工业，它主要是体现实时控制系统的高速性和多用性。第三个是面向未来的床、椅，就是床变成椅，椅变成可移动的，以及床的换位等等，这个对于老龄化的社会来说是一个方便的趋势。所以，我们想在这个方面做一个大胆的尝试。

　　目前，硬件平台我们是选择了一个PXA270，我们无论是控制器还是内心都是。

　　我们计划，在今年把这个原形系统搭建好，着重在娱乐的仿真和工业方面得到应用，然后进行系统应用验证。由于内核是我们自己开发的，所以系统无论是三星的ARM还是Intel的ARM，我们都认为很好。

　　那么，这个是机器人模块化。这个是做了一个智能语音功能的机器人，另外一个是控制器的机器人。我们右边这个是把我们的系统用在工业的工程机械的可再生的变换的工业仪表上。

　　那么，我们在这样的示范研究的过程中，为什么有了这样的研究目的和信心？是因为我们在5年以前，我们对于微小型的机器人，特别是微小型的武器装备的发展，我们给予了高度的重视。很希望内核的高级系统的芯片是不受制于人的，而且我们方便定制各种各样的服务。那么，这个背景就是这样出来的，那么早期我们用的是三星的ARM，我们对于他们的各种系统做了研究，其中好的操作系统就是源代码。后来我们发现，实时的控制满足不了单一的CPU，所以我们用了两个，后来用了三个，对于这个任务进行分解的需要。

　　这是我们的早期的，这个很不好看，很大，一直做到现在的。我们现在和加拿大、美国的做了比较，从参数控制和地面的在线调整，都是非常方便的。正是因为这样的研究，我们得到了很大的验证，我们把它进行模块化，然后在陆、海、空进行试验验证。去年，我们这个飞机是我们自己的，地面支持系统也是我们自己的，里面的自驾仪的控制，就是基于ARM的实时控制系统。那么，这是我们对于南极的冰面进行检测。在300米的高度巡回20公里到50公里巡回了很多次，都验证了我们的工作。所以，这是我们这个方面的研究。

　　那么，对于这个方面的研究，我们不仅在科研项目，我们对于新疆、西安等等的部队的一些研究靶机，就是我们模拟地方的目标，在这个方面我们安装了一些。那么，这个试验系统，对于我们来说，都验证了我们这个系统是可行的。

　　那么，我在这里给大家看一下。(播放VCR)这是一个缩影，从它的起飞到降落我们都可以操纵。这里我想说的是，其中我们在空中的时候，是可以自主的，就是说起飞了以后，我们完全甩开了摇控器。我们的汽车里面，可以定制我的GPS是几个点，比如说这个是几百米，这个是500米，这是一个方形，它可以按照我们自动设定的轨迹，所以可开放性是非常好的。

　　那么，同样的系统我们用在海洋的航迹的控制。那么，这是我们想通过自驾仪实时地控制海浪对于它的影响，抗流、抗平稳型，从它自身的目标来测试。那么，在地面也是一样的，我们用了这样的系统，用在二炮坦克对于区域方的侦查。包括它的翻身，包括能够把信息传递回来。这次我们用到了08年会的车子当中。

　　其实，这样的构架给我们的体会就是，研究实时的嵌入式操作系统，还有可模块化的硬件和软件，对于你推动嵌入式在国内的发展很有意义。而不是简单地基于别人的一些东西，做一些简单地应用。这里，最后想看一下我们在工业上的应用。

　　大家知道工程机械，现在有30万、20万、50万、100万的工程机械。现在随着业务发展越来越迅速，那么随着机械故障化的诊断，你的机器开多长时间，你的机器在哪里，你的机器故障怎么样，以及你在银行是不是有回款，还有远程的终端等等的方面，这是我们在可视化的控制仪器。

　　这个是数据记录仪，它实实在在地记录了车的故障，开了几次，有没有撞过的状况。

　　那么，我想说我们核心的实时操作系统，有效性认为是可行的。那么，这个是福田、卡特重工都是世界的500强，都用我们的产品。所以都证明了我们研发的实时操作系统是可行的。

　　那么，再过10年、20年，相单片机一样回过头来，中国的有些实时操作系统是可有的，中国有一些研发单位研发了实时操作系统，中国有一些大学研发了这样的实时操作系统，那么如果有这样的一些评价，那么在国际上就有中国人说话的权力和市场。