Betriebssystem für Roboter · 64-Bit-ARM · Version 0.15.0

Ein Roboter braucht ein System, das nie zu spät kommt.

SOFTrobots OS ist ein komplett eigenes Betriebssystem für Roboter – von Grund auf in Embedded Swift geschrieben, ohne Linux, ohne POSIX, ohne Altlasten. Echtzeit, Not-Halt und Sicherheit sitzen im Kern, nicht obendrauf.

Embedded Swift AArch64 · nur 64 Bit Echtzeitkern Not-Halt im Kernel

Experimentell. Lege niemals wichtige Daten hinein. Alles kann sich ändern – Formate, API, Daten können bei einem Update verloren gehen.

Wie SOFTrobots OS entsteht: gebaut von einer KI, entschieden vom Inhaber – 14 Tage, gemessen statt geraten. 79 s, ohne Ton.
realtime = 1000 100 stop1 kHz · 0 verpasste Perioden in 10 s
0,66 svom Einschalten bis „Hello from the kernel.“ – davon Kernel ≈ 90 ms
1,1 µsEchtzeit-Aufwachen (1 ms Periode), Mittel – Ziel < 20 µs
10–12 µsvom Not-Halt bis zum gesendeten Stopp-Rahmen (Handbuch, Phase 10)
3197 MB/sPlattenverschlüsselung AES-256-GCM (Prozessorbefehle)

Gemessen in SOFTrobotsVM auf einem Apple M3 Pro, Version 0.15.0: Start, Echtzeit und Verschlüsselung im Messlauf vom 08.11.2026 (Boot-Log: „Hello“ bei 0,661 s), Not-Halt laut Handbuch (Phase 10). Details und Quellen unter Tempo.

GEFAHR: Nie für echte Sachen verwenden

Nicht für echte Roboter, Maschinen, Fahrzeuge, Geräte oder wichtige Daten. Es ist ein Experiment.

Buddy, der Wachhund von SOFTrobots OS, zeigt mit der Pfote

„Wuff! Ich bin Buddy, der Wachhund von SOFTrobots OS. Ich passe auf – aber ich beiße auch: Nimm diese Vorschau nie für echte Sachen!“

EXPERIMENTELL
Frisch aus der Werkstatt.

SOFTrobots OS ist jung: Der allererste Start war am 28. Oktober 2026. Es ist schnell, es ist durchdacht – und es ist ehrlich gesagt noch ein Experiment. Wer es ausprobiert, sollte das wissen.

Experimentell. Lege niemals wichtige Daten hinein. Alles kann sich ändern – Formate, API, Daten können bei einem Update verloren gehen.

Kurz: zum Staunen, Ausprobieren und Mitdenken. Nicht für einen Roboter, der morgen in der Produktion stehen soll.

  • Läuft heute nur in einer virtuellen Maschine: in SOFTrobotsVM (eigene macOS-App auf Apple-Silicon-Macs) und in QEMU. Echte Hardware ist der nächste große Schritt (Phase 16).
  • Datenverlust ist möglich. Dateisystem und Datenbank sind gut getestet, aber neu. Lege niemals wichtige Daten hinein.
  • Alles kann sich ändern. Dateiformate, App-API und gespeicherte Daten können bei einem Update wegfallen – bis Release 1.0.0 ohne Rücksicht auf alte Stände.
  • Nicht für Roboter im Einsatz. Es gibt noch keine echten Motortreiber, keine Zertifizierung und keine unabhängige Sicherheitsprüfung.
  • Keine Gewähr. Alle Zahlen sind VM-Messungen auf einem Mac; auf einem Roboter-Rechenmodul können sie anders ausfallen. Mehr im Haftungsausschluss.

Das System

Alles eigen. Vom Loader bis zur Datenbank.

Rund 70 % Roboter, rund 30 % normale Programme wie Server. Kernel, Treiber, Dienste und Programme sind in Embedded Swift geschrieben; C gibt es nur im EFI-Loader, Assembler nur dort, wo es nicht anders geht.

Echtzeit eingebaut

Scheduler je Kern, tickless, mit EDF und Zulassungsprüfung. Der letzte Kern ist für Echtzeit reserviert. Programme nennen Periode, Budget und Reaktion im signierten Manifest – passt der Vertrag nicht, startet das Programm gar nicht erst.

Not-Halt im Kernel

Stoppt alle Aktoren sofort – über den immer sichtbaren Knopf in der Menüleiste, ⌘+Esc (auch während der Start-Animation) oder die Statusseite von Server. Programme kommen nie direkt an Motor oder Bus: Der Aktor-Dienst begrenzt jede Bewegung.

Geschützte Treiber

Riskante Teile wie USB und Grafik laufen als isolierte Dienste im Benutzer-Modus. USB nur mit Erlaubnisliste: HID, CDC-ACM, UVC und signierte Herstellertreiber – jede andere Schnittstelle lehnt das ganze Gerät ab.

SOFTrobotsFS

Eigenes Dateisystem: Copy-on-Write, B+-Bäume, CRC-32C auf allem, AES-256-GCM je Block. Bei Stromausfall immer der alte oder der neue Stand, nie etwas dazwischen. Snapshots alle 15 Minuten – der Zeitregler in Files zeigt alte Stände.

SOFTrobotsDB

Die Datenbank lebt im Dateisystem: Tabellen als Formen, der Kernel prüft jede Zeile, Indexe, Abfragen, SQL in der Console. Dazu Serien für Telemetrie und ein Flugschreiber, der bei Not-Halt die letzten Sekunden sichert.

Alles ist eine Form

Eigene Formsprache (.shape): Eine Definition beschreibt API, Prüfcode im Kernel, Datenbanktabellen, Ringe und Netz. Veröffentlichte Felder behalten ihren Platz.

Reflex & Develop

Eigene Skriptsprache, im System selbst übersetzt. Develop prüft bei jeder Taste, simuliert Ereignisse, übersetzt mit „Fast“ zu ARM64-Code – und beweist Echtzeit: Der Compiler zählt die schlechtesten Takte und startet nur, was in 80 % der Periode passt.

Buddy, der Wachhund

Ein kleiner Hund auf dem Desktop, der die Logs nach Regeln beobachtet und meldet, wenn etwas schiefgeht. „Ask Claude“ in seiner Sprechblase schickt den Fund nur auf Klick. In Settings: an, leise oder aus.

KI im Gerät

Objekterkennung mit eigener int8-Inferenz und signierten Modellen, dazu AprilTag, Farbflecken und Bewegung. Die Bilder bleiben auf dem Gerät; Ergebnisse gehen als Ring an Roboterprogramme.

Programme

Files mit Zeitregler, Web (Lese-Browser ohne JavaScript und ohne Cookies), Video (WebM mit VP9 und Opus, Aufnahme), Sound (nimmt FLAC und WAV auf), Reader (PDF zeigen, suchen, markieren), Database, Benchmark, Activity, Console, Settings, Server, Ask.

Server: das einzige Tor

Nur Tür 443 (alles hinter dem Login) und Tür 80 (Umleitung), kein öffentlicher Webserver. Eigene Stammstelle des Roboters, Zugang per Einladung. Von unterwegs über das VPN des Heimrouters.

Eigenes Netz

Netzwerk-Stack in Swift: IPv6 zuerst, IPv4, TCP mit SACK und CUBIC, mDNS. Nur TLS 1.3, Namen nur über DNS über HTTPS, Uhrzeit über NTS. Eine konfigurierbare Firewall braucht es nicht: Ein Port ohne Lauscher antwortet gar nicht.

So sieht es aus

Ein ruhiger Arbeitsplatz für den Roboter.

Nur 2D, mit Absicht: Fenster, Menüs, Dock, Karten – und der rote E-STOP immer oben rechts. Hell und Dunkel, scharf auf großen Bildschirmen.

Tempo

Gemessen, nicht gehofft.

Das Programm Benchmark misst jeden Baustein einzeln: 80 Messungen in 15 Bereichen, jede mit fester Nummer, damit Läufe aller Versionen vergleichbar bleiben. Nach jedem Update misst es von selbst.

51,0ns
Interrupt-Latenz, Mittel
schlechteste 375 ns · Ziel < 10 µs
0,3µs
Kontextwechsel
vorher 2,9 µs (F142) · Ziel < 2 µs
1,5µs
Nachricht hin und zurück
zwei Programme, verschiedene Kerne · vorher 14,5 µs
30,4µs
SOFTrobotsDB: Zeile nach Id
aus einem Programm, über die Systemaufrufe
1,1Mio./s
Messwerte in den Aufnahme-Ring
ohne Systemaufruf · 0 von 10 000 verworfen
0
verpasste Echtzeit-Perioden
Programm mit 1 kHz, 10 s lang

Start in 0,66 Sekunden

Vom Einschalten bis „Hello from the kernel.“. Firmware und Loader brauchen davon etwa 0,5 s, der Kernel selbst rund 90 ms. Nichts auf dem Boot-Weg wartet auf das Netz; ein Test schlägt fehl, wenn „Hello“ später als 1,0 s kommt.

Sekunden nach dem Einschalten, Achse bis 1,2 s. Grau: Firmware und Loader; Bernstein: SOFTrobots OS.

Echtzeit gegen das eigene Ziel

MessungGemessenZielUrteil
IRQ-Latenz, Mittel51,0 ns< 10 µserfüllt
IRQ-Latenz, schlechteste375 ns< 10 µserfüllt
Kontextwechsel0,3 µs< 2 µserfüllt
Echtzeit-Aufwachen 1 ms, Mittel1,1 µs< 20 µserfüllt
Echtzeit-Aufwachen, schlechteste44,3 µs< 20 µsin 1 von 3 Läufen verfehlt (sonst 6,1 und 6,8 µs)
Nachricht hin und zurück (IPC)1,5 µs< 1 µsknapp verfehlt

Wir zeigen auch, was noch nicht reicht. Die Läufe entstanden, während Benchmark startete – also unter Last.

Schritt für Schritt schneller

Die Regel in der Werkstatt: eine Änderung auf einmal, vorher und nachher messen – was nichts bringt, fliegt wieder raus.

Downloads in Web

57-MB-Video von Wikimedia, Mac im WLAN, Umlaufzeit etwa 35 ms. Änderung: größere Empfangsfenster für lange Verbindungen.

57 MB in 4,1 s statt in etwa 21 s – 5-mal schneller. Gemessen am 10.11.2026.

Video abspielen

VP9-Video mit 360p und 60 Bildern pro Sekunde. Änderung: die nächsten Bilder schon in den Pausen dazwischen dekodieren.

Auch 720p läuft mit 60 von 60. 1080p ruckelt in der VM noch – das ist die nächste Baustelle. Gemessen am 10.11.2026.

Durchsatz

MessungWertBemerkung
Plattenverschlüsselung AES-256-GCM, versiegeln / öffnen3197 / 2945 MB/seigener Assembler mit den ARM-Krypto-Befehlen
Speicher kopieren / füllen (32 MiB)3811 / 5573 MB/sBenchmark-Lauf
NVMe sequentiell lesen / schreiben1073 / 443 MB/sLesen kommt aus dem Page-Cache des Mac
Dateisystem im Kernel: 4 MiB schreiben + Commit / lesen + Prüfung204 / 521 MB/sKernel-Messung beim Start
1000 Zeilen in SOFTrobotsDB einfügen (auf der Platte)22,2 msüber die Systemaufrufe aus einem Programm
Nachrichten durch einen Kanal1,8 Mio./sZero-Copy-Ringe zwischen zwei Programmen
TLS-1.3-Handshake / HTTPS-Seite (example.com)79,7 / 317 msüber das Internet

Quelle: Technisches Datenblatt, Version 0.15.0. Gemessen in SOFTrobotsVM (Virtualization.framework, 4 virtuelle CPUs, 4 GiB RAM) auf einem Apple M3 Pro (Mac15,7), 36 GB, macOS 27.0.1; Benchmark-Lauf vom 08.11.2026 nach F142 und F143, Produktabbild, ruhiger Mac. Downloads und Video: Messreihen vom 10.11.2026. Echte Roboter-Hardware ist noch nicht gemessen, und VM-Zahlen auf einem Mac lassen sich nicht direkt mit Messungen anderer Systeme auf echter Hardware vergleichen. Alle 80 Messungen im Datenblatt.

Sicherheit

Sicher ab dem ersten Byte.

Keine POSIX-Schicht, keine Kompatibilität mit alten Systemen – also auch keine alte Angriffsfläche.

  • Nur signierte Programme (Ed25519). Unsignierte oder veränderte Programme startet der Kernel nicht. Auch Updates und KI-Modelle sind signiert.
  • Rechte aus dem Manifest: 31 Capabilities, jeder Aufruf wird geprüft. Jedes Programm hat nur seinen eigenen Ordner.
  • Prozessor-Schutz überall: W^X, PAN, PAC, BTI, Stack-Canaries, Guard Pages – im Kernel und in jedem Programm.
  • Geräteschutz: Argon2id aus dem Passwort, Daten mit AES-256-GCM je Block versiegelt, Schutz gegen zurückgespielte Blöcke, einmaliger Wiederherstellungsschlüssel.
  • Netz: nur TLS 1.3, DNS über HTTPS, authentifizierte Zeit (NTS); eingehende Verbindungen nur mit ausdrücklichem Recht.
EL0 · Programme (signiert, je eigener Adressraum)
FilesWebDevelopVideoServerDatabaseBenchmarkRobot-Apps
EL0 · Dienste (isolierte Treiber)
displayusbinputactuatorscanbustimesyncwatchdog
EL1 · Kernel (hybrid, Embedded Swift, kein Heap)
Scheduler EDFSpeicher 16 KiB · W^XIPC-RingeSOFTrobotsFS + DBNetzwerkKrypto · TLS 1.3Not-Halt
Start
UEFIeigener EFI-LoaderSystemkopien A/Bautomatischer Rückfall

Wie das System entsteht

Ein KI-Entwickler baut. Der Inhaber entscheidet.

SOFTrobots OS wird von einem KI-Programmieragenten geschrieben – Claude von Anthropic. Er plant, programmiert, testet, misst und dokumentiert selbstständig. Der Inhaber gibt die Richtung vor, sieht sich Entwürfe an, bevor etwas umgebaut wird, und entscheidet, was bleibt.

28.10.
2026: Phase 0 und erster Start
„Hello from the kernel.“ am ersten Tag
16
Phasen abgeschlossen (0–15)
bis zum 10.11.2026 – in 14 Tagen
540
Host-Testfunktionen
Swift Testing, gezählt am 10.11.2026; dazu Gerätetests in QEMU und SOFTrobotsVM
137 806
Zeilen Quelltext
92,7 % Swift, Stand 08.11.2026
183
Einträge im Entscheidungsprotokoll
jede eigene Entscheidung mit Grund
150
echte Fehlschläge dokumentiert
F1 bis F150, jeweils mit Ursache und Lösung
  1. Richtung vom Inhaber. Roboter zuerst, Echtzeit, Sicherheit und Tempo ohne Kompromiss, nur moderne Hardware, keine Altlasten.
  2. Entwurf vor dem Umbau. Neue Oberflächen entstehen erst als Mock-up; gebaut wird, was der Inhaber freigibt.
  3. Bauen, testen, messen. Jede Phase endet mit Tests und Messungen in der VM; jeder echte Fehler kommt mit Logauszug ins Fehlerprotokoll.
  4. Dokumentieren. Ein deutsches Handbuch (bis Abschnitt 3.137), ein technisches Datenblatt, eine API-Referenz – und über 200 Screenshots als Chronik der Entstehung.

Stand und Weg

Ehrlich verglichen.

Als Kern für Roboter ist SOFTrobots OS in der VM schnell, sicher und durchdacht. Was ihm fehlt, ist das, was nur Zeit und echte Hardware bringen: Treiber, Reife, Ökosystem und Messungen auf dem Zielgerät.

Linux und Windows kennen zehntausende Geräte, QNX hat Jahrzehnte Erfahrung und Zertifizierungen, ROS 2 bringt tausende Pakete. SOFTrobots OS kennt heute nur virtuelle Geräte, hat bewusst keine POSIX-Schicht und noch kein Bluetooth, kein QUIC/HTTP/3, keine 3D-Grafik und nur einen Benutzer.

  1. Phasen 0–15: fertig. Loader, Kernel, Echtzeit, Dateisystem, Datenbank, Netz, Desktop, Programme, Develop, Updates A/B – alles in der VM.
  2. Phase 16: echte Hardware. Ein Roboter-Rechenmodul, echte Treiber, die ersten Messungen außerhalb der VM.
  3. Phase 17: Roboter-API. Topics, Services und Actions mit ROS-2-Bedeutung, Anbindung an ROS-2-Rechner über Zenoh.
  4. Release 1.0.0. Bis dahin ist die App-API ein Entwurf und darf sich noch ändern.

Vorschau ausprobieren

SOFTrobots OS auf deinem Mac.

Eine zeitlich begrenzte Vorschau für Macs mit Apple Silicon: eine App und das fertige System. Auspacken, starten, den Roboter einrichten – „Hello from the kernel.“ kommt nach 0,66 Sekunden (gemessen auf einem M3 Pro).

Was du bekommst

  • SOFTrobots OS.app – unsere macOS-App mit Virtualization.framework, in der SOFTrobots OS läuft.
  • SOFTrobots OS.img.zlib – das System, Version 0.15.0, mit Desktop, Files, Develop, Video, Database, Benchmark und den anderen Programmen. Die App packt es beim ersten Start aus; danach belegt es etwa 100 MB.
  • LIESMICH.txt – Start, Voraussetzungen, wo Protokoll und Einstellungen liegen.
  • Ein Ablaufdatum: 31.12.2026. Ab diesem Tag startet SOFTrobots OS keine Programme mehr und zeigt einen Hinweis auf die neue Vorschau bei softrobots.com.

Voraussetzungen

  • Mac mit Apple Silicon (M1 oder neuer)
  • macOS 15 oder neuer
  • 4 GB freier Arbeitsspeicher für die virtuelle Maschine, etwa 2 GB freier Platz zum Auspacken

Starten

  1. Den Ordner aus dem ZIP an einen beliebigen Ort legen – App und System bleiben zusammen.
  2. SOFTrobots OS.app mit der rechten Maustaste anklicken › Öffnen. Die App ist mit der Developer ID der SOFTrobots GbR signiert, aber noch nicht von Apple beglaubigt (notarisiert); macOS fragt deshalb einmal nach.
  3. Beim ersten Start richtest du den Roboter ein: Name und Passwort.

softrobots.com

Updates kommen von softrobots.com.

Neue Systemversionen gibt es als signierte Pakete. Das System schreibt sie in die gerade unbenutzte Systemkopie, probiert sie beim nächsten Start aus – und geht von selbst zurück, wenn etwas nicht klappt.

Download-Dienst in Vorbereitung

Auch Updates sind experimentell: Formate, API und Daten können sich dabei ändern oder verloren gehen.

softrobots-0.x.srupdate
  Kernel + Systemvolume
  Signatur: Ed25519

→ in die inaktive Kopie (A/B)
→ Neustart, Probelauf
→ „Hello“ erreicht? bleibt
→ 3 Fehlstarts?  zurück zur alten

Kontakt

Neugierig geworden?

Fragen, Ideen, ein Roboter, der ein neues Betriebssystem verdient hat – schreib uns.

info@softrobots.de

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