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开发机器人比标准嵌入式软件实现更复杂。克服有独特的挑战，以确保机器人将满足其要求，按预期运作，并按时和预算交付。

开发机器人软件的团队必须在自己的团队中互相协调，同时也与来自许多其他工程学科的开发团队并行工作。建立机器人需要软件工程师，系统工程师，电气工程师，控制工程师和机械工程师的综合努力。在开发周期期间，由于成本和复杂性，测试机器人是有限的资源。所有工程学科都必须分享一些可用的机器人。最重要的是，机器人是脆弱和危险的，因此安全是首要任务。

机器人由许多类型的处理器、执行器和传感器组成。因此，机器人软件工程师必须不断学习新的api、工具和技术，以使用范围广泛的组件。

如果该机器人用于医疗应用程序，您还需要解决添加的监管注意事项层。例如，医疗应用程序的所有软件都必须进行测试，以消除与机器人一起工作的患者和工作人员面临的风险。新兴和不断发展的安全和性能标准，加上监管要求，可能会给开发医疗机器人的软件工程团队带来巨大的负担。

在这里，我们分享六个重要的经验教训，以帮助软件工程师的主管和他们的经理有效地管理机器人软件开发项目中固有的无数挑战，同时保持软件工程师的安全，避免炸掉他们的机器人。

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1.Conmunication＆协调是至关重要的

与大型多学科工程师的合作时，有效的沟通至关重要，特别是如果团队分发。

每天的scrum会议是跨工程学科共享信息的最佳实践。软件工程团队期望这种标准实践，但是scrum会议对于项目中的系统、电气和机械工程师来说可能是新的。作为一名软件经理，考虑邀请来自其他学科的工程师。他们不需要每天都来，但是如果您扩展了邀请，您就为来自扩展团队的团队成员提供了一个论坛，当他们需要软件团队的一些东西时，他们可以去那里。

下面详细介绍各种工程学科、它们的职责范围以及它们如何相互作用：

系统工程负责定义系统需求并将其分发给其他工程专业。他们通常代表产品所有者进行sprint演示。系统测试负责人负责验证机器人的工作情况，并区分软件缺陷和硬件缺陷。我们发现，当系统工程负责人和首席系统测试工程师定期参加站立式会议时，在与软件测试团队分担系统测试负担方面存在协同效应。系统工程主管通常拥有机器人硬件，是确保机器人配置为测试软件的关键。

控制工程如果您正在使用一个框架，例如Robot Operating System (ROS)，则可以与软件团队紧密耦合。如果您使用来自Simulink或其他高级设计工具的代码生成来创建控制软件，那么您将需要软件工程师将控制系统代码与系统中的其他组件集成起来。

机械工程通常拥有产品生命周期管理(PLM)工具，并与软件团队一起为存储在机器人上的软件图像规划零件编号。软件经理应该尽早与机械工程合作，建立一个将完成的软件加载到系统中的过程。否则，在工厂启动你的机器人生产线可能会变得混乱，因为工作人员试图找到要安装的正确软件版本，特别是在最后一刻修复bug时。

电气工程拥有你的软件运行的板子。为了验证硬件和固件正在一个新的板上工作，并确保一个平稳的板，指派一些您的软件工程师在开发周期的早期开始与电气工程师一起工作。软件工程师可以通过推荐有助于软件测试的特性来影响原理图，例如，包括led和暴露可以用范围或逻辑分析仪探测的测试点。易于调试和测试的电路板可以提高您满足您的上市时间窗口的能力，并避免昂贵的返工。

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2.机器人是稀缺的资源

每个人的办公桌上都有一个机器人的日子是很遥远的。随着许多团队在远程工作环境中操作，一些较小的机器人可以与人一起回家，但这仍然是罕见的。手术机器人工程单位的成本一般在50万美元左右，需要叉车和叉车才能移动。

大型软件团队通常只有几个可用于开发工作的机器人。即使有了大型分布式开发团队，也可以使用很少的投诉成功地容纳每个人。以下是我们如何确保大型软件团队在需要时访问机器人。

这铅软件试验工程师核心营业时间有专用机器人。任何想要直接访问机器人坐标的人。铅软件测试工程师与软件工程师一起使用，以在他的测试之间测试其构建，这有助于分布式团队，因为所有通信都可以通过电子邮件和即时消息进行。

这系统试验铅还有一个专门的机器人和协调软件团队。他们专注于解决面向客户的bug修复，并将一部分时间和精力投入到晨会讨论的问题上。

这软件团队共享两个完整的机器人，最完整的能力和两个机器人“道路杀手”。一个被路杀的机器人由与整个机器人相同的处理器、传感器和致动器连接在一起，但致动器或电机并没有物理连接到手臂或底盘上。当马达旋转时，没有任何物体移动，这有助于保证操作者的安全。

这团队有一种集团日历在那里他们在一周内预定时间。通常，这种方法覆盖了80%的调度冲突。另外20%的冲突是在每日站出来解决的。有效的调度协调是确保“无法接近机器人”永远不会成为完成指定工作的障碍的关键。

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3.机器人是F烤羊

所有的电子系统都可能很脆弱，包括机器人。例如，一个昂贵的工程板没有正确安装，如果你把它插入后可能会爆炸。早期的机器人原型可能特别脆弱，因为所有的保障措施可能都没有在原型中实施。原型对于测试硬件和软件，以及解决开发周期中的技术挑战是至关重要的。工程师需要小心地处理这些原型。一时的疏忽不仅会破坏硬件，还会阻碍需要使用该硬件的整个软件团队。

机器人在机械上也很脆弱。关节有限制，可能会过度伸展和断裂。此外，除非对机器人进行编程，否则机器人不会意识到附件的相对位置，并可能与其发生碰撞。在测试机器人的自动移动之前，很容易超过关节限制或忘记从以前的测试中删除当前碰撞模型中没有的附加项。

软件工程师在开始使用实体机器人之前应该“了解他们的机器人”。这是通过不同类型的培训来实现的。训练开始时，软件工程师要阅读机器人操作手册，如果你有幸与一个创建机器人的团队合作的话。如果您没有那么幸运，那么值得花时间与系统工程师一起创建操作手册，以便您的团队了解机器人的能力和局限性。考虑向待办事项列表中添加一个需求或培训事件，以便软件工程师在动手操作机器人之前阅读操作手册。

下一个培训步骤正在拥有团队的经验丰富的成员，通常是铅软件测试工程师，向机器人推出新工程师，并展示其典型操作。这包括安装电池，将机器人推送，并从控制器连接到机器人。铅工程师应显示紧急停止的新工程师，讨论控制器上的操作是安全的，并演示如何关闭机器人，以及如何断开电池。

紧急停止是关键。当测试新代码或执行任何导致机器人移动的操作时，新工程师必须准备好按下该按钮。事故发生。然而，通过适当的训练，任何对机器人和测试实验室的人的负面影响都可以大大减少或完全防止。

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4.机器人是危险的

具有未测试软件的机器人可以以不可预测的方式移动。如果不控制速度限制，机器人可以轻松加速和伤害或杀死某人。可以安全地在一个人旁边操作的机器人被称为协作机器人（Cobot）。手术机器人需要在外科手术人员周围运营，并且必须能够安全地与人碰撞。软件工程师可能与没有功能碰撞传感器的工程单元一起使用。在这种状态下，机器人不会发现周围的人，这可能是非常危险的。

距离距离是关键安全。机器人应该被认为是危险的验证除此以外。计划至有二人们在这实验室早期的测验的机器人:一人与他们的手指放在紧急刹车和另一个触发装置上这测试操作。

软件经理还应该确保机器人与公司网络隔离。机器人可以很容易地连接到网络的意外或方便。一旦进入网络，正在测试控制器软件的工程师可能会意外地连接到真正的机器人，而不是他们的仿真器。看到一个500磅重的机器人突然苏醒过来，并试图把它从电梯里开出来，既可怕又危险。您应该将所有本地测试隔离在不能连接到公司网络的容器后面。

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5.机器人软件开发需要很多技能

由于软件工程师开发了整个机器人软件堆栈，因此他们需要成为所有交易的杰克。软件工程师还必须高度精通其主要编程语言，无论是C ++，Python还是Simulink和Matlab。这包括固件，电路板支持包（BSP），嵌入式操作系统，设备驱动程序和应用程序代码。此外，如果您使用像ROS或ROS2这样的专业框架，您的团队将需要非常熟练地掌握该软件框架和工具。

有效管理大型机器人软件开发项目的复杂性的关键是能够促进软件堆栈一致性的软件体系结构。你必须总是问自己，您的软件架构是否可以跨度这处理器，传感器，和致动器在你的机器人吗?

经验教训

与非机器人软件开发相比，机器人软件开发项目需要不同的考虑。软件管理者必须应对协调多学科团队、共享稀缺资源、处理脆弱和危险的机器人、复杂的软件体系结构和法规要求等独特挑战。知识差距、捷径和经验不足会加剧这些挑战。

机器人的发展仍然像西部荒原一样，因为这些努力中的许多都是新的和独特的。在开发医疗机器人时，就像任何新兴技术一样，最大的风险是你不知道你不知道什么。无论您的机器人软件开发项目是医疗项目还是非医疗项目，请遵循我们在这里列出的六个最佳实践，以避免犯可能是危险的、昂贵的、并推迟项目进度的错误。

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6.医疗机器人的发展需要更多考虑

医疗器械独特的法规要求影响着整个机器人软件开发生命周期。生命周期中使用的所有工具都需要验证。根据机器人的医疗设备类别，软件需要在严格管理的质量管理体系（QMS）中进行记录。例如，ROS和ROS2被认为是来源不明的软件（SOUP），需要它们自己验证机器人的预期用途。有医疗器械标准，也有与手术机器人相关的标准。软件工程经理在规划项目时必须充分了解这些标准。

许多使用医用机器人技术的工程师拥有机器人专业知识，但缺乏驾驭监管开发过程的知识。在这种情况下，尽早与专家组队，帮助团队适应其开发流程，有效满足医疗机器人开发的监管要求是有意义的。这比试图在匆忙将产品推向市场的同时强行满足监管要求要好得多。