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【MCP探索实践】ROS MCP Server：自然语言控制机器人，从此告别复杂指令

网友: 技术文档 2025-08-15 13:36:35

系列篇章💥

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目录

  • 系列篇章💥
  • 前言
  • 一、项目概述
  • 二、技术原理
    • 1. 自然语言到 ROS 命令的转换
    • 2. ROS/ROS2 兼容性
    • 3. 无侵入式集成
  • 三、主要功能
    • 1. 自然语言指令解析
    • 2. WebSocket 通信支持
    • 3. ROS/ROS2 通信支持
    • 4. 可扩展性
  • 四、应用场景
    • 1. 机器人开发与调试
    • 2. 人机交互界面开发
    • 3. 模拟环境中的机器人控制
    • 4. 多机器人系统集成
  • 五、快速使用
    • 1. 安装依赖
    • 2. 创建虚拟环境（可选）
    • 3. 安装 ROS MCP Server
    • 4. 配置 MCP Server
    • 5. 启动 ROSBRIDGE 服务
    • 6. 配置前端应用（如 Claude Desktop）
    • 7. 测试控制指令
  • 六、结语

前言

随着人工智能与机器人技术的快速发展，人机交互方式正从传统的编程控制向自然语言交互演进。在这一背景下，ROS MCP Server 项目应运而生，它通过将用户输入的自然语言指令（Natural Language Command）转化为 ROS/ROS2 的控制命令，为机器人系统提供了灵活、高效的交互方式。该框架不仅支持跨平台部署，还兼容多种操作系统（Linux、Windows、macOS），并基于 WebSocket 实现了与 ROS/ROS2 的无缝集成。本文将详细介绍该项目的背景、技术原理、主要功能及应用场景，帮助开发者快速上手并应用于实际项目中。
【MCP探索实践】ROS MCP Server：自然语言控制机器人，从此告别复杂指令

一、项目概述

ROS MCP Server 是一个基于 WebSocket 的跨平台机器人控制框架，旨在通过自然语言处理（NLP）技术，将用户输入的指令转化为 ROS/ROS2 的控制命令。该项目支持与 ROS 1 和 ROS 2 的兼容性，能够通过 rosbridge 与机器人系统进行通信，实现对机器人关节、传感器、移动平台等的控制。其核心优势在于无需修改原有机器人代码，即可通过自然语言指令进行交互操作，适用于多种机器人平台和开发环境。

二、技术原理

1. 自然语言到 ROS 命令的转换

ROS MCP Server 的核心功能是将用户输入的自然语言指令（如“前进”、“停止”、“抓取物体”等）转换为 ROS/ROS2 的控制命令。这一过程依赖于以下技术：

  • 自然语言处理（NLP） ：通过集成的 LLM（大语言模型）或自定义的 NLP 模型，解析用户输入的指令并识别其意图。
  • 指令映射机制：将解析后的指令映射到 ROS/ROS2 的标准话题（topic）或服务（service）上，例如 /cmd_vel、/joint_states 等。
  • WebSocket 通信：通过 WebSocket 协议与前端应用（如 Claude Desktop）进行通信，实现用户指令的实时传递与执行。

2. ROS/ROS2 兼容性

ROS MCP Server 支持与 ROS 1 和 ROS 2 的无缝集成，主要通过以下方式实现：

  • rosbridge：该项目基于 rosbridge 实现与 ROS/ROS2 的通信，使得 WebSocket 通信可以与 ROS/ROS2 的话题和服务进行交互。
  • 跨平台支持：通过 WebSocket 的通用性，ROS MCP Server 可以在 Linux、Windows 和 macOS 上运行，无需针对不同平台进行额外适配。

3. 无侵入式集成

ROS MCP Server 的设计目标是“无侵入式”地集成到现有机器人系统中，具体体现在：

  • 无需修改机器人核心代码：用户只需配置 MCP Server 的参数（如 IP 地址、ROSBRIDGE 服务器地址等），即可通过 WebSocket 与机器人系统进行交互。
  • 支持多种机器人平台：无论是移动机器人、机械臂还是多传感器系统，只要其支持 ROS/ROS2，即可通过 ROS MCP Server 实现控制。

三、主要功能

1. 自然语言指令解析

ROS MCP Server 提供了强大的 NLP 支持，能够将用户输入的自然语言指令（如“前进”、“停止”、“抓取物体”、“调整摄像头角度”等）解析为具体的 ROS/ROS2 控制命令。例如：

  • “前进” → /cmd_vel 的 Twist 消息
  • “抓取物体” → /gripper_command 的 SetGripperState 消息
  • “调整摄像头角度” → /camera_angle 的 SetAngle 消息

2. WebSocket 通信支持

ROS MCP Server 通过 WebSocket 协议与前端应用（如 Claude Desktop）进行通信，实现用户指令的实时传递与执行。其优势包括：

  • 跨平台兼容性：支持 Linux、Windows 和 macOS，适用于多种开发环境。
  • 低延迟通信：WebSocket 是一种轻量级的通信协议，适合实时控制场景。
  • 易于集成：前端应用只需通过 WebSocket 连接到 MCP Server，即可实现对机器人的控制。

3. ROS/ROS2 通信支持

ROS MCP Server 支持与 ROS 1 和 ROS 2 的无缝集成，具体包括：

  • ROS 1：通过 roslaunch rosbridge_server rosbridge_websocket.launch 启动 ROSBRIDGE 服务。
  • ROS 2：通过 ros2 launch rosbridge_server rosbridge_websocket_launch.xml 启动 ROSBRIDGE 服务。
  • 话题与服务交互：MCP Server 可以订阅或发布 ROS/ROS2 的话题（如 /cmd_vel、/sensor_msgs/Image 等），并将其映射到 WebSocket 消息中。

4. 可扩展性

ROS MCP Server 提供了高度可扩展的架构，用户可以根据需要添加新的功能模块。例如：

  • 扩展控制功能：通过修改 MCPFUNCTIONS.md 文件，添加新的机器人控制指令。
  • 扩展传感器接口：通过自定义插件，支持新的传感器数据格式（如 sensor_msgs/Image、geometry_msgs/Twist 等）。
  • 扩展 NLP 模型：通过集成不同的 LLM 模型，支持多种语言的指令解析。

四、应用场景

1. 机器人开发与调试

在机器人开发过程中，开发者通常需要通过命令行或脚本进行控制。ROS MCP Server 提供了一种更直观、更灵活的控制方式，使得开发者可以快速测试和调试机器人行为。

2. 人机交互界面开发

ROS MCP Server 可以与前端应用（如 Web 界面、移动应用）集成，实现自然语言交互的人机界面。例如，用户可以通过语音或文本输入指令，控制机器人完成特定任务。

3. 模拟环境中的机器人控制

在仿真环境中（如 NVIDIA Isaac Sim、Gazebo 等），ROS MCP Server 可以作为控制接口，实现对机器人模型的实时控制。例如，用户可以通过自然语言指令控制机械臂抓取物体、调整摄像头角度等。

4. 多机器人系统集成

ROS MCP Server 支持多机器人系统的集成，用户可以通过统一的控制界面管理多个机器人。例如，用户可以通过一个 Web 界面控制多个机械臂，实现协同作业。

五、快速使用

1. 安装依赖

在开始使用之前，需要安装以下依赖项：

  • Python 3.8+
  • uv（用于虚拟环境管理）
  • rosbridge（用于 ROS/ROS2 通信）

安装 uv

curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh

或者使用 pip：

pip install uv

2. 创建虚拟环境（可选）

uv venvsource .venv/bin/activate

3. 安装 ROS MCP Server

npx -y @smithery/cli install @lpigeon/ros-mcp-server --client claude

4. 配置 MCP Server

在 mcp.json 文件中配置 ROS MCP Server 的参数，例如：

{ \"mcpServers\": { \"ros-mcp-server\": { \"command\": \"uv\", \"args\": [ \"--directory\", \"/ABSOLUTE/PATH/TO/PARENT/FOLDER/ros-mcp-server\", \"run\", \"server.py\" ] } }}

5. 启动 ROSBRIDGE 服务

根据使用的 ROS 版本启动 ROSBRIDGE 服务：

  • ROS 1：
roslaunch rosbridge_server rosbridge_websocket.launch
  • ROS 2：
ros2 launch rosbridge_server rosbridge_websocket_launch.xml

6. 配置前端应用（如 Claude Desktop）

在 Claude Desktop 中，找到 mcp.json 文件并配置 ROS MCP Server 的连接参数。例如：

  • ROSBRIDGE_IP：ROSBRIDGE 服务的 IP 地址
  • ROSBRIDGE_PORT：ROSBRIDGE 服务的端口号（默认为 9090）

7. 测试控制指令

在前端应用中输入自然语言指令（如“前进”、“停止”、“抓取物体”等），观察机器人是否能够正确响应。

六、结语

ROS MCP Server 是一个功能强大、易于集成的跨平台机器人控制框架，它通过自然语言处理技术，将用户指令转化为 ROS/ROS2 的控制命令，为机器人系统提供了更直观、更灵活的交互方式。无论你是机器人开发者、AI 研究者，还是前端工程师，都可以通过 ROS MCP Server 快速实现人机交互的控制功能。

GitHub 项目地址：https://github.com/lpigeon/ros

【MCP探索实践】ROS MCP Server：自然语言控制机器人，从此告别复杂指令

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