流水的編程語言,鐵打的 Java坝橡、C/C++泻帮。
** 進行人工智能機器人研發(fā),應該選擇哪種編程語言计寇? **
這是很多機器人專家在自身的職業(yè)生涯中都會存在的一個入門級思考锣杂。畢竟,在學習一門編程語言時番宁,需要花費大量的時間及精力元莫,如果掌握了這門語言卻又不發(fā)揮其真實的價值,又有什么用呢蝶押?但不幸的是踱蠢,到目前為止,也沒有一個確切而直接的答案出現(xiàn)棋电。
如果你在 Stack Overflow茎截、Quora、Trossen赶盔、Reddit 或 Research Gate 等機器人專家或者社區(qū)論壇上提問“機器人最好的編程語言是什么企锌?”,毋庸置疑于未,你將會收到不同的答案撕攒。
電子工程師會給予工業(yè)機器人技術人員不同的答復。大多數(shù)人都會相信的“最好的入門級編程語言”的答案是“這將取決于哪一領域”烘浦。其實最合理的答案抖坪,應該是它取決于你想開發(fā)什么類型的軟件,以及你正在使用什么樣的系統(tǒng)闷叉。且對于機器人科學家來說擦俐,最關鍵的是建立“編程思維”,而不是用一種特定的語言來局限握侧。在很多方面捌肴,首先學習哪種編程語言并不重要,重要的是在通過編程思維來不斷提高自身的技能藕咏。
而回歸本文主題状知,對于首選編程語言的選擇,沒有最佳的答案孽查,但本文中饥悴,我們將介紹程序員在機器人編程中最流行的十大編程語言,并通過對比其優(yōu)缺點,希望可以給予開發(fā)者提供一定的參考方向西设,做出自己的最佳選擇瓣铣。
世界上超過 1500 種編程語言可以學習。以下將會列出機器人中十種最流行的編程語言贷揽。每種語言都有不同的優(yōu)勢棠笑,本文根據(jù)作者自身的開發(fā)及實踐經(jīng)驗,優(yōu)先級從低到高所列舉了十大編程語言排行榜禽绪。
10. BASIC / Pascal
BASIC 和 Pascal 是我曾學過的兩種主要的編程語言蓖救,但這并不是我將其列入此排行榜的原因。事實上印屁,它們可以很好地運用于工業(yè)機器人編程上循捺。BASIC 針對初學者而設計,這使它可以成為開發(fā)者簡單的入門語言雄人。
Pascal 旨在提高編程實踐从橘,還引入了一些類似于指針這樣的構建,這使得它成為從 BASIC 晉升到更高級的其他語言的一個奠基石础钠。如今恰力,這兩種語言對“日常應用”的程序語言來說有些過時了。但如果你準備進行一定程度的底層編碼旗吁,或需要熟悉其他工業(yè)機器人語言時踩萎,那么了解它們會對你有所幫助。
9. 工業(yè)機器人語言
實際上阵漏,每一個機器人制造商都已經(jīng)建立了自己專有的限制性機器人編程語言驻民,這一直是工業(yè)機器人領域的一個問題翻具。通過學習 Pascal履怯,你會熟悉它們中的一部分。但是裆泳,當你開始在另一個機器人平臺編碼時叹洲,還需要使用不同的編程語言。
如機械臂領域?qū)嵙妱诺?ABB 公司工禾,用的語言系統(tǒng)叫做 RAPID运提;來自于德國的 KUKA,語言和公司名字一樣也叫做 KUKA闻葵;Comau 利用 PDL2民泵;Yaskawa 利用 Advise 和 Kawasaki 利用 AS。在這一點上槽畔,F(xiàn)anuc 機器人利用 Karel栈妆,Staubli 機器人利用 VAL3 和 Widespread Robots 利用 URScript。
最近,像 ROS 行業(yè)已經(jīng)開始為程序員提供更加標準化的替代語言選擇鳞尔。但是如果是一個技術人員嬉橙,你仍然更可能不得不使用制造商的編程語言。
8. LISP
LISP 是世界上第二古老的編程語言(FORTRAN 更古老寥假,但只差一年)市框。相比本文提到很多其它編程語言,它的應用并不廣泛糕韧。不過在人工智能編程領域它還是相當重要的枫振。ROS 的一部分是用 LISP 寫的,雖然你不需要掌握這個來使用 ROS兔沃。
7. 硬件描述語言(HDL)
硬件描述語言一般是用來描述電氣的編程方式蒋得。這些語言對于一些機器人專家來說是非常常見,因為他們習慣 FPGAs(FieldProgrammableGateArrays)編程乒疏。FPGAs 能讓你開發(fā)電子硬件而無需實際生產(chǎn)出一塊硅芯片额衙,對于一些開發(fā)來說,這是更快更簡易的選擇怕吴。如果你沒有開發(fā)電子原型產(chǎn)品窍侧,你也許永遠不會用 HDLs。
即便如此转绷,還是有必要了解一下這種編程語言伟件,因為它們和其它編程語言差別很大。一個重點:HDLs 所有的操作是并發(fā)的议经,而不是基于處理器的編程語言的順序操作该镣。
6. Assembly
Assembly 使你能夠在“1 和 0 級”程序中進行編程损拢。 這是最底層的編程語言。在過去,大多數(shù)底層硬件需要在 Assembly 中進行編程辐烂。 隨著 Arduino 和其他類似微控制器的興起扫倡,你現(xiàn)在可以利用 C / C ++ 在底層進行有效的編程邻寿,這意味著 Assembly 對于一般的機器人科學家來說污茵,顯然已不太重要。
5. MATLAB
MATLAB蝙昙、及其相關的開源語言(例如 Octave)闪萄,是一些著名的機器人科學家用于調(diào)查數(shù)據(jù)和創(chuàng)建控制系統(tǒng)常用的語言。
此外奇颠,還有一個非常有名的 MATLAB 機器人工具箱败去。如果你需要分析數(shù)據(jù),創(chuàng)建高級圖表或執(zhí)行控制系統(tǒng)烈拒,那就需要學習 MATLAB圆裕。
4. C#/ .NET
C# 是微軟提供的一種限制性編程語言三椿。這很大程度上是由微軟機器人工程師工作室(Microsoft Robotics Studio Studio)提供的,微軟機器人工程師工作室將其作為其基本語言葫辐。如果你使用這個框架搜锰,就必須學習 C#。盡管如此耿战,想要長期地提高自身的編碼能力蛋叼,首先學習 C / C ++ 不失為一個好的選擇。
3. Java
作為一個電子工程師剂陡,我經(jīng)常驚訝于一些軟件工程課程將 Java 作為他們的第一編程語言狈涮。
Java 對程序員“掩蓋”底層存儲功能,這使得 Java 對程序的要求要比 C 語言對程序的要求更低一些鸭栖,但這意味著你對底層代碼的運行邏輯了解比較少歌馍。從軟件工程的基礎到探索機器人技術的未來,你很可能已經(jīng)學習了 Java晕鹊。
像 C# 和 MATLAB 一樣松却,Java 是一種解釋性語言,這意味著它不會被編譯成機器代碼溅话。相反晓锻,Java 虛擬機在運行時解釋指令。使用 Java飞几,理論上讓你可以在不同的機器上運行相同的代碼砚哆,這得感謝 Java 虛擬機。在實踐中屑墨,這不總是可行的躁锁,有時會導致代碼運行緩慢。但是 Java 在一部分機器人學中非常流行卵史,因此你也許需要它战转。
2. Python
近來,尤其是在機器人領域程腹,Python 已經(jīng)有了翻天覆地的變化匣吊。其中一個原因是 Python(和 C ++)是 ROS 中的兩種主要編程語言儒拂。
如同 Java 一樣寸潦,它也是一種解釋性語言。但與 Java 不同的是社痛,Python 的重點是易用性见转。Python 不需要很多時間來做常規(guī)的事情,如定義和強制轉(zhuǎn)換變量類型蒜哀。這些在編程里面本是很平常的事斩箫。另外,Python 還有大量的免費庫,這意味著當你需要實現(xiàn)一些基本的功能時不必“重新發(fā)明輪子”乘客。而且由于它與 C / C ++ 代碼之間可以進行簡單的綁定狐血,這就意味著代碼繁重部分的性能可以植入這些語言,從而避免性能損失易核。
隨著越來越多的電子產(chǎn)品開始支持“開箱即用”Python(與 RaspberryPi 一道)匈织,我們可能會在機器人中看到更多 Python。
1. C / C ++
機器人第一編程語言——C/C++牡直!很多人都認為 C 和 C ++ 對新的機器人科學家來說是一個良好的開端缀匕。
為什么呢?
其主要原因是如今有大量的硬件庫都使用這兩種語言碰逸。它們適用于低級別的硬件乡小,允許實時性能,是非常成熟的編程語言《罚現(xiàn)在满钟,你可能會使用 C++ 遠超過 C,因為 C++ 具有更大的實用性胳喷。C ++ 是 C 語言的擴展零远,從基礎的 C 學起,你也會收獲很多厌蔽,特別是當你發(fā)現(xiàn)一個硬件庫是用 C 編寫的牵辣。但是 C / C ++ 編寫的硬件庫不像 Python 或 MATLAB 那樣簡單易用。使用 C 來執(zhí)行類似的功能奴饮,可能需要相當長的時間纬向,并且需要更多的代碼行。盡管如此戴卜,由于機器人極其依賴實時性能逾条,所以 C 和 C ++ 是最接近機器人科學家心目中“標準語言”的編程語言。
總結
本文列舉了機器人十大熱門編程語言投剥,但這并不意味著你需要全部掌握每一門师脂。對于每位開發(fā)者而言,最重要的是要發(fā)現(xiàn)一種對自身來說很自然的語言江锨,且適合你的機器人硬件吃警。也需要一種語言,使你能夠快速而有效地創(chuàng)建程序啄育。