使用“高階”語言給工業機器人編程有很多好處。那麼，哪種語言更適合於機器人編程呢——是 Python, C# 還是 MATLAB？
這裡的“高階”指的是更接近於人類語言。本質上，最低階的機器語言只包含0跟1兩個字符，我們無法讀懂。高階編程語言降低了編程難度，這幫助用戶節省編程時間、也更容易完成複雜的編程功能。高階語言通過編譯後變成機器能讀懂的低階機器語言。給工業機器人編程時，機器人廠商一般會開放其品牌特有的語言函數庫給用戶使用，用戶完成程序後通過編譯、並在機器人控制器上運行。而通用的編程語言讓用戶無需學習各個品牌機器人特有的編程語言。
那麼，選擇哪種高階語言給機器人編程呢？
品牌特有的語言比如 RAPID（ABB 機器人），KRL（庫卡 KUKA 機器人），JBI（安川 Motoman 機器人）與 Karel（發那科Fanuc 機器人）等等。這些語言只能在本品牌機器人的控制器上使用。
而四種常見的通用編程語言，有Python，C#，C++ 與MATLAB。今天，我們就來介紹一下這4種通用編程語言的優劣之處。不過首先我們來解答一下，為什麼需要使用高階編程語言呢？
高階編程語言的優勢
起初，機器人只能透過低階語言編程，最早的例如1973年左右出現的 MHI，VAL 以及 SIGLA 語言，其功能都非常有限。多數語言只能應用於與其相匹配的特定型號機器人，以控制機器人簡單的運動，操作也不靈活。
多年後，編程語言變得更加先進，用戶開始使用更通用、高階的語言來控制機器人。C++ 出現在1982年，Python 在1990年，而 MATLAB 出生於2012年。使用通用的高階語言給機器人編程，相對於使用專有的、並且只有一套“封閉的”語言函數庫來說，有更大的益處。例如：
- 可以對不同的機器人重複使用（部分）程序代碼
- 可以不斷在函數庫中添加新的機器人功能
- 使用高級的調試工具——機器人廠商很少提供他們特有語言的程序調試器
- 因為通用編程語言的用戶群體龐大而更容易解決問題
Python 對比 C#, C++ 對比 MATLAB ——哪種更好？
在通用的高階語言中，要知道哪種語言最適合於你需要實現的機器人項目，可以通過對比各種語言的優勢與劣勢來判斷。
以上文中介紹的通用語言優勢為基礎，我們來比較一下目前最常見的四種編程語言：Python, C#, C++ 與MATLAB。當然在有些時候，還可以根據需要在同一個項目中使用一種以上的語言。
Python
Python 在設計時以簡單易懂為前提，儘管在90年代已經被開發，直到近年來用戶群數量獲得極大的增長。用戶普遍認為 Python 容易學習，對於已經有其他語言編程基礎的用戶來說 Python 也很容易上手。對於一名年輕的機器人編程人員，容易開始。
使用 Python 給機器人編程的優勢是：
- 易學易懂
- 可利用強大的函數工具庫
- 可重複使用的代碼
- 用戶群龐大，容易獲得幫助
使用 Python 給機器人編程的缺點：
- 在龐大而復雜的項目中，程序容易顯得無序。
- 各項指標都不錯，但是沒有特別的長處。
- 由於是“直譯式”語言，有時不易於查錯。
我們認為 Python 對於快速、小到中型的機器人編程項目來說優勢最明顯——在對系統的“實時性能”要求不高的情況下，用戶可以使用它強大的功能以及函數工具庫。而如果你需要更穩定、高效的程序，那麼Python 可能不是最好的選擇。
C#
C# 由微軟於2000年後開發，之後迅速獲得用戶歡迎，特別在生產製造行業中成為被使用最多的編程語言之一。不同於C++語言的是，C#更容易學習，因為它自動對內存進行管理，採用“垃圾回收”機制釋放不需要的內存。
使用C# 給機器人編程的優勢是：
- 容易學習並且容易集成於大型項目中
- 強大而多樣的函數庫
- 出色而且免費的開發環境（微軟 Visual C# Express）
- 微軟的 Visual Studio 包括非常有用的團隊開發工具
- C# 在 .NET 框架下運行，具有與其他程序語言的良好互操作性
使用C# 給機器人編程的缺點：
- 不適合在其他系統環境（例如 Linux）中開發
- 由於 C# 是為 Windows 設計，C# 程序在非 Windows 系統環境下也不容易運行
很多人機交互界面（HMI，即Human Machine Interfaces）項目都是使用C# 開發的，也是數據採集與監控控制（SCADA，即Supervisory Control and Data Acquisition） 系統的一部分。
C++
C++ 是一種基於C語言的“面向對象”編程語言。它背後的設計關鍵是性能，並且代碼容易管理。假設我們至始至終只能選擇一種語言給機器人編程，那麼我們會推薦使用 C++。雖然 Python 更加容易使用（前文中也做了推薦），但是，一個更重要的因素是程序的性能，C++ 所具有的這個優勢不容忽視。
如果你是認真地想學習機器人，完美利用它的高級功能，我們建議學習跟使用C/C++。給機器人編程，技術等級由低（例如嵌入式馬達與探測器控制）到高（例如人工智能），這些功能使用C++ 能夠全部勝任，能做到這一點的編程語言並不多。
使用 C++ 給機器人編程的優勢是：
- 性能（假設你的程序足夠好）
- 可以利用很多函數工具庫（很多Python工具庫都是C++ 工具庫的封套）
- “高階”編程語言中的“低階”語言，對硬件的控制性更強
- 很多機器人硬件的函數工具庫都是用C/C++寫成的
使用 C++ 給機器人編程的缺點：
- 學習時間長、不容易寫出合格的程序
- 通常需要多次調試
- 編程時間較長
- 第三方提供的函數庫通常不易使用（不容易讀懂）
如果需要性能強大，或者與低階機器人硬件交互，C++ 可能是最好的選擇。但是，如果你想用最少的精力實現快速編程，C++ 就通常不被採用。
MATLAB
MATLAB 不僅僅是一種編程語言，而是一整個編程環境，它名字的由來是“矩陣實驗室”，在數學（矩陣）領域尤其有效。
矩陣是機器人的基礎，就像我們之前介紹的。MATLAB 在工程師中廣泛使用，應用於分析與仿真機器人。隨著產品的發展，也可以通過界面工具控制機器人硬件。MATLAB 用於數據分析的函數庫功能強大，但是控制機器人硬件不是它的強項。
使用 MATLAB 給機器人編程的優勢是：
- 強大的數據與機器人運動分析工具
- 快速完成可重複利用的代碼
- 它的“機器人工具”也受到廣泛歡迎
- 可以實現複雜的仿真
使用 MATLAB 給機器人編程的缺點：
- MATLAB 本身不是為與機器人硬體交互所設計的
- 作為一種“專利的”產品（語言與開發環境），價格不菲
- 由於用戶需要購買 MATLAB，不容易與其他用戶分享代碼
- 由第三方提供的工具沒有在其他語言中的那麼多
MATLAB 用於數據分析與仿真任務可能是最好的選擇，但僅限於此。當真正為機器人硬件編程時，我們通常推薦使用其他的語言。
總結
本篇的幾個要點：
- 最簡單的編程選擇為 Python，適合較小的、快速的項目
- 如果在效率（取得快速結果）與性能中平衡，那麼選擇 C#
- 如果需要最優秀的性能，C++ 最佳
- MATLAB 可能是最好的數據分析工具
不管選擇使用哪種語言，確保你的機器人編程環境支持這種語言。RoboDK 提供的應用編程接口（API），把你最喜愛的高階語言應用於工業機器人之中。
