COMP9431

机器人软件架构

课程定位 COMP9431 是计算机与机电工程交叉领域最具‘实战化智能’的进阶课。它解决了支撑现代自动驾驶、物流机器人及协作机械臂的‘软件骨架’问题：如何在分布式环境下保证传感与执行的低延迟同步？如何设计模块化、可重用的机器人控制逻辑？它是通往波士顿动力、特斯拉 Optimus 团队及高级机器人系统工程师岗位的唯一‘系统级’通行证。它将 ROS 2 框架、并发编程与现代感知算法深度整合，是培养‘具备架构思维机器人专家’的必修课。 技术栈与学习内容 课程围绕‘机器人操作系统 (ROS 2)’展开。核心技术栈包括：Python/C++、ROS 2 Humble、Docker、以及 Linux 实时补丁。学习内容涵盖：节点 (Nodes) 与话题 (Topics) 拓扑、服务 (Services) 与动作 (Actions) 的异步通信、最为核心的‘坐标变换 (TF2) 与状态估算’、以及导航算法（SLAM, Nav2）。此外，课程重点研究了分布式参数服务器、机器人生命周期管理及基于行为树 (Behavior Trees) 的决策架构。学生将学习如何在一个物理实验平台上（如 TurtleBot 或移动机械臂）实现完整的全自主作业逻辑。课程强调‘系统的实时性、确定性与模块化解耦’。 课程结构 10 周理论高频产出与一个贯穿全学期的‘全自主机器人’竞赛项目结合。评估体系以‘工程交付’闻名：包含针对通信开销分析的每周 Lab、一个要求机器人‘独立在动态环境中完成搬运或巡检’的 Major Project（含全套架构图与压力测试）、以及一场强调时序同步判定、TF 坐标变换推演与中间件调优能力的期末综合大考。该课极其强调‘手敲高性能系统代码’的能力。 适合人群 计算机、机电专业大三/大四或研究生。必须具备扎实的 Linux 命令行基础与 C++/Python 编程功底。如果你想在面试中展示出‘不仅会写算法，还能搭建整个机器人集群架构’的工程能力、或者渴望在未来的具身智能浪潮中担任首席架构师，这门课是你的神功。建议每周投入 30 小时以上进行‘硬件-软件’联调。