หุ่นยนต์โอเพนซอร์สเป็นสาขาหนึ่งของหุ่นยนต์ที่หุ่นยนต์ได้รับการพัฒนาด้วยฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สและซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สฟรีโดย มีการแบ่งปัน แบบพิมพ์เขียวแผนผังและรหัสต้นฉบับต่อสาธารณะดังนั้นจึงมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการเคลื่อนไหวการออกแบบแบบเปิดการเคลื่อนไหวของผู้สร้าง^{[ 1 ]}และวิทยาศาสตร์แบบเปิด

หุ่นยนต์โอเพนซอร์สหมายความว่าข้อมูลเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์นั้นสามารถค้นหาได้ง่าย ทำให้ผู้อื่นสามารถสร้างใหม่ได้ง่าย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการออกแบบโดยใช้เฉพาะ ส่วนประกอบย่อยและเครื่องมือ มาตรฐาน ที่หาได้ง่าย และกระบวนการสร้างต้องได้รับการบันทึกอย่างละเอียด รวมถึงรายการวัสดุและคำแนะนำการสร้างและการทดสอบแบบทีละขั้นตอนอย่างละเอียด (แบบ "สไตล์อิเกีย") (ไฟล์ CAD เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ เพราะไม่ได้แสดงขั้นตอนการดำเนินการหรือการทดสอบ) ข้อกำหนดเหล่านี้เป็นมาตรฐานสำหรับฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สโดยทั่วไป และได้รับการกำหนดอย่างเป็นทางการโดยใบอนุญาต การรับรองต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่กำหนดโดยวารสารวิชาการที่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ เช่น Journal of Open HardwareและHardwareX

ข้อกำหนดด้านลิขสิทธิ์สำหรับซอฟต์แวร์นั้นเหมือนกับซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ส ทั่วไป แต่เพิ่มเติมคือ เพื่อให้ส่วนประกอบของซอฟต์แวร์สามารถใช้งานได้จริงในระบบหุ่นยนต์ ส่วนประกอบเหล่านั้นต้องเข้ากันได้กับซอฟต์แวร์อื่นๆ ซึ่งโดยปกติแล้วจะกำหนดโดยมาตรฐานของชุมชน มิดเดิลแวร์ด้านหุ่นยนต์

จนถึงปัจจุบัน มีผู้สมัครเข้าร่วมโครงการแล้ว ได้แก่:

• แขนหุ่นยนต์ เช่น PARA ^{[ 2 ] [ 3 ]}หรือ Thor ^{[ 4 ]}
• หุ่นยนต์เคลื่อนที่แบบมีล้อ เช่น OpenScout ^{[ 5 ]}
• หุ่นยนต์สี่ขาเช่น Open Dynamic Robot Initiative ^{[ 6 ]}
• โดรนสี่ใบพัด UAV เช่น Agilicious ^{[ 7 ]}
• หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์ เช่นiCub , Berkeley Humanoid Lite ^{[ 8 ]}
• รถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติเช่น OpenPodcar ^{[ 9 ]} (→ ระบบขนส่งด่วนส่วนบุคคล )
• หุ่นยนต์ใต้น้ำ เช่น OpenFish ^{[ 10 ]}
• หุ่นยนต์ห้องปฏิบัติการเช่น การจัดการของเหลวเคมี^{[ 11 ]}
• การทำฟาร์มแนวตั้ง^{[ 12 ]}
• หุ่นยนต์ฝูง เช่น HeRoSwarm ^{[ 13 ]}
• งานบ้าน: การดูดฝุ่นการล้างพื้น^{[ 14 ]}และการตัดหญ้า^{[ 15 ]}
• กีฬาหุ่นยนต์รวมถึงการต่อสู้หุ่นยนต์^{[ 16 ]}และการแข่งรถอัตโนมัติ^{[ 17 ]}
• การศึกษา^{[ 18 ]}

คำจำกัดความ ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สส่วนใหญ่จะอนุญาตให้ใช้ส่วนประกอบย่อยที่ไม่เปิดในแบบโมดูลาร์ได้ตราบใดที่ส่วนประกอบเหล่านั้นหาได้ง่าย อย่างไรก็ตาม การออกแบบหลายๆ แบบพยายามผลักดันความเป็นโอเพนซอร์สลงไปในส่วนประกอบย่อยให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยมีเป้าหมายสุดท้ายคือการบรรลุการออกแบบที่เป็นโอเพนซอร์สอย่างสมบูรณ์

รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยมือแบบโอเพ่นฮาร์ดแวร์และส่วนประกอบย่อยต่างๆ เช่น จากOpen Source Ecologyมักถูกใช้เป็นจุดเริ่มต้นและต่อยอดด้วยระบบอัตโนมัติ

ส่วนประกอบย่อยแบบเปิดสามารถรวมถึงฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์แบบโอเพนซอร์ส เช่นArduinoและRISC-Vรวมถึงมอเตอร์และไดรเวอร์แบบโอเพนซอร์ส เช่น Open Source Motor Controller และ ODrive

บอร์ดอินเทอร์เฟซหุ่นยนต์ฮาร์ดแวร์แบบเปิด^{[ 19 ]}สามารถลดความซับซ้อนของอินเทอร์เฟซระหว่างซอฟต์แวร์มิดเดิลแวร์และฮาร์ดแวร์ทางกายภาพได้

มิดเดิลแวร์สำหรับหุ่นยนต์คือซอฟต์แวร์ที่เชื่อมโยงส่วนประกอบซอฟต์แวร์อื่นๆ เข้าด้วยกัน ในด้านหุ่นยนต์นั้น หมายถึงระบบสื่อสารแบบเรียลไทม์ที่มีโปรโตคอลการส่งข้อความมาตรฐาน มิดเดิลแวร์โอเพนซอร์สที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือROS2 ซึ่ง เป็น ระบบปฏิบัติการหุ่นยนต์ ปัจจุบันคือเวอร์ชัน 2 ทางเลือกอื่นๆ ได้แก่ ROS1, YARP (ซึ่งใช้ในiCub , URBIและOrca ) มิดเดิลแวร์โอเพนซอร์สมักทำงานบนระบบปฏิบัติการโอเพนซอร์ส โดยเฉพาะอย่างยิ่งUbuntuซึ่งเป็นระบบปฏิบัติการLinux

เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์ของหุ่นยนต์ส่วนใหญ่จำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์ไดรเวอร์ แต่มาตรฐานของซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สในระดับนี้ยังมีน้อย เนื่องจากอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์แต่ละชิ้นมีความแตกต่างกัน การสร้างไดรเวอร์แบบโอเพนสำหรับฮาร์ดแวร์แบบปิดนั้นทำได้ยาก เพราะต้องอาศัยทั้งการเขียนโปรแกรมระดับต่ำและการวิศวกรรมย้อนกลับ

โปรแกรมจำลองหุ่นยนต์แบบโอเพนซอร์ส ได้แก่Gazebo , MuJoCoและWebotsเอนจิ้นเกม 3 มิติแบบโอเพนซอร์ส เช่นGodotก็ถูกนำมาใช้เป็นโปรแกรมจำลองเช่นกัน เมื่อติดตั้งอินเทอร์เฟซมิดเดิลแวร์ที่เหมาะสม^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

ในระดับปัญญาประดิษฐ์ (AI ) อัลกอริทึมมาตรฐานหลายตัวมีซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สที่ใช้งานได้ โดยส่วนใหญ่เขียนด้วยROS2ส่วนประกอบหลักได้แก่:

• ระบบ การมองเห็นด้วยเครื่องจักรเช่นเครื่องตรวจจับวัตถุYOLO
• โฟโตแกรมเมตรี 3 มิติ^{[ 24 ]}
• การนำทางรวมถึงSLAMและการวางแผนเช่น nav2 ^{[ 25 ]}
• จลนพลศาสตร์ผกผันของแขน เช่น moveIt2 ^{[ 26 ]}

สัญญาณแรกของการเพิ่มขึ้นของความนิยมในการสร้างและแบ่งปันแบบจำลองหุ่นยนต์นั้นพบได้ใน ชุมชน วัฒนธรรมเมกเกอร์สิ่งที่เริ่มต้นด้วยการแข่งขันเล็กๆ สำหรับยานพาหนะควบคุมระยะไกล (เช่นการต่อสู้ของหุ่นยนต์ ) พัฒนาไปสู่การสร้าง หุ่นยนต์ ควบคุมระยะไกลอัตโนมัติเช่นSparkyและต่อมาคือหุ่นยนต์ที่แท้จริง (ที่สามารถตัดสินใจได้ด้วยตนเอง) ในชื่อโครงการ Open Automaton Project ปัจจุบันมีบริษัทเชิงพาณิชย์หลายแห่งที่ผลิตชุดอุปกรณ์สำหรับสร้างหุ่นยนต์อย่างง่ายด้วย

ชุมชนได้นำเอา ใบอนุญาต ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สการรับรอง และสิ่งพิมพ์ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิมาใช้ ซึ่งตรวจสอบว่าซอร์สโค้ดนั้นได้รับการเผยแพร่อย่างถูกต้องและถาวรภายใต้คำจำกัดความของชุมชน และยืนยันว่าได้ดำเนินการดังกล่าวแล้ว กระบวนการเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากโครงการในอดีตจำนวนมากอ้างว่าเป็นโอเพนซอร์ส แต่กลับละทิ้งคำมั่นสัญญาเนื่องจากการแสวงหาผลกำไรเชิงพาณิชย์หรือแรงกดดันอื่นๆ

เช่นเดียวกับฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส รูปแบบอื่นๆ ชุมชนยังคงถกเถียงกันถึงเกณฑ์ที่ชัดเจนสำหรับ "ความง่ายในการสร้าง" มาตรฐานทั่วไปคือแบบร่างควรสร้างได้โดยนักศึกษามหาวิทยาลัยด้านเทคนิคภายในไม่กี่วัน โดยใช้ เครื่องมือ fablab ทั่วไป แต่คำจำกัดความของคำย่อยเหล่านี้ก็ยังสามารถถกเถียงกันได้อีก

เมื่อเปรียบเทียบกับฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส รูปแบบอื่นๆ หุ่นยนต์โอเพนซอร์สมักมีองค์ประกอบซอฟต์แวร์ขนาดใหญ่ ดังนั้นจึงเกี่ยวข้องกับทั้งวิศวกรซอฟต์แวร์และวิศวกรฮาร์ดแวร์ แนวคิดโอเพนซอร์สเป็นที่ยอมรับในซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สมากกว่าฮาร์ดแวร์ ดังนั้นหุ่นยนต์จึงเป็นสาขาที่สามารถแบ่งปันและถ่ายทอดแนวคิดเหล่านั้นจากซอฟต์แวร์ไปยังฮาร์ดแวร์ได้

แม้ว่าชุมชนหุ่นยนต์โอเพนซอร์สจะมีหลายแง่มุมและมีภูมิหลังที่หลากหลาย แต่ชุมชนย่อยขนาดใหญ่ใช้ มิดเดิลแวร์ ROSและพบปะกันในการประชุม ROSCon ^{[ 27 ]}เพื่อหารือเกี่ยวกับการพัฒนา ROS เองและส่วนประกอบอัตโนมัติที่สร้างขึ้นบน ROS

• รายชื่อซอฟต์แวร์หุ่นยนต์