先进机器人系统中的关键技术
Key technologies coalesce in advanced robotic systems
就在机器人设计进入商业领域，服务于制造业、物流业和服务业之际，概述仍然阻碍机器人广泛应用的主要障碍是至关重要的。
虽然机器人系统中的硬件和软件已经有了显著的改进，但其快速发展的设计轨迹表明，许多事情正在发生，使这些设备在各种应用中更加有用和智能，包括农业、仓储、交付和检验服务、智能制造等。
简单地说，一个机器人——从传感器和摄像机获取输入后——定位自己并开始感知周围环境。其次，识别并预测附近物体的运动，然后在保证自身和周围物体相互安全的前提下，规划自己的运动。所有这些操作都需要大量的处理操作和功耗。
机器人系统有三个主要的用电场所：驱动或控制机器人的电机和控制器、传感系统和处理平台。为了快速、准确地确定机器人身体的方位和位置，需要一种更智能、更节能的新型传感器。还有一点值得一提的是，机器人移动速度不快，因此一般不需要运行在数千兆赫兹速度下的尖端处理器。
在这一技术的十字路口，将机器人大规模部署的所有需求或设计挑战都会导致一个关键的组成部分：片上系统（SoC）。运行不同的传感系统和强大的人工智能（AI）算法，使新一代商业机器人成为可能。
Call for new SoCs
要求新的SOC
十几种算法通常被并发实时处理，以运行机器人操作，包括里程计、路径规划、视觉和感知。这就需要一批新的SOC，使整合达到一个全新的水平。这些soc需要解决特殊的应用，如稀疏编码、路径规划和同步定位与映射（SLAM）。
高通公司的SDA/SDM845芯片（图1）强调了新的集成水平。除了运行在2.8GHz的八核Kyro CPU之外，还具有一个六边形685DSP，用于设备上的AI处理和用于感知、导航和操作的移动优化计算机视觉。双14位Spectra 280图像信号处理器（ISP）支持高达3200万像素（MP）摄像头和每秒60帧高达4K的视频捕获。
图1:Qualcomm SDM845机器人设计芯片的体系结构模块
SoC平台还具有一个安全处理单元（SPU），以促进安全功能，如安全引导、加密加速器和可信执行环境（TEE）。在连接方面，支持Wi-Fi连接，同时旨在增加5G，为工业机器人实现低延迟和高吞吐量。
高通公司还推出了围绕SDA/SDM845芯片构建的机器人RB3平台。与DragonBoard 845c开发板和机器人原型设计工具包一起提供。
超集成驱动在嵌入式模块中也很明显，如Nvidia的Jetson Xavier（图2），其目标是交付和物流机器人。机器人计算平台由90亿个晶体管组成，每秒可执行超过30万亿次运算（TOPS）。有六个处理器：一个八核ARM64处理器，一个Volta-Tensor核心GPU，双NVIDIA深度学习加速器（NVDLAs），一个图像处理器，一个视觉处理器和一个视频处理器。