APQ Flagskibs Embodied Intelligence Controller TER40J-A6 i en tobenet humanoid robotapplikation
Tobenede humanoide robotter repræsenterer kulminationen af teknologier til kropslig intelligens. Deres menneskelignende form muliggør problemfri tilpasning til menneskelige arbejdsmiljøer, hvilket giver dem brede anvendelsesmuligheder inden for industriel produktion, kommercielle tjenester og specialoperationer. De udfordringer med dynamisk balance, som den tobenede struktur medfører, stiller dog langt højere krav til kernestyringssystemet end andre robotformer – det skal gennemføre det fulde lukkede kredsløb af opfattelse, beslutningstagning og kontrol inden for millisekunder.
Efter flere runder med evaluering og grundig feltvalidering valgte kunden i sidste ende APQs flagskibscontroller inden for embodied intelligence, TER40J-A6, som den centrale kontrolplatform til sin nye generation af tobenet humanoide robotter.
Kundeudfordring
Ekstrem efterspørgsel efter AI-databehandling:Den tobenede humanoide robot skal køre multimodale store modeller i realtid ved kanten for at udføre komplekse AI-opgaver såsom miljøopfattelse, semantisk forståelse og opgaveplanlægning, hvilket kræver AI-ydeevne på tusind-TOPS-niveau.
Synkroniseret flerkanals HD-videooptagelse:Robotten skal bruge flere HD-kameraer for at opnå 360-graders miljøopfattelse, hvilket kræver, at controlleren understøtter flere GMSL2-kameragrænseflader og GNSS-tidssynkroniseringsfunktion.
Sameksistens af højhastighedsnetværk og industrielle signaler i realtid:Det kræver 10GbE-klassen netværk til storstilet data backhaul og udtrækning af træningsdata, samtidig med at det understøtter EtherCAT's industrielle realtids-Ethernet-protokol til at drive alle robottens ledmotorer.
Integreret realtidskontrol af storhjerne/lillehjerne:Tobenet gang kræver ekstremt korte bevægelseskontrolcyklusser. Kommunikationsforsinkelsen i traditionelle "separerede storhjerne- og lillehjerne"-arkitekturer kan ikke opfylde realtidskravene til meget dynamisk tobenet bevægelse, hvilket gør en integreret computer- og kontrolarkitektur essentiel.
Rige industrielle kommunikationsgrænseflader:Controlleren skal samtidig kunne kommunikere med led-servomotorer, kraftsensorer, IMU'er, LiDAR'er og andre enheder, hvilket kræver flere CAN FD-kanaler, serielle porte, GPIO og andre omfattende grænseflader.
Vibrationsmodstand ved højdynamisk drift:Under meget dynamiske bevægelser som løb, hop og dans udsættes en tobenet humanoid robot for intense vibrationer og stød, hvilket kræver, at controlleren har et enestående antivibrationsdesign og låsende grænsefladestrukturer.
APQ-løsning
2070 TFLOPS af AI-ydeevne, integration af storhjerne- og lillehjernefunktioner:TER40J-A6 er udstyret med NVIDIA Jetson Thor T5000-kernemodulet, der leverer AI-ydeevne på op til 2070 TFLOPS (FP4 sparse). Sammenlignet med Jetson AGX Orin-platformen repræsenterer den et kvalitativt spring - med flere CPU-kerner og cirka to til tre gange CPU-ydeevnen. Dette niveau af computerkraft gør det muligt for tobenede humanoide robotter at køre store visionssprogsmodeller, multimodale perceptionsmodeller og komplekse opgaveplanlægningsalgoritmer i realtid ved kanten, hvilket virkelig muliggør intelligent end-to-end-behandling fra "perception" til "beslutningstagning".
8 GMSL2-kameragrænseflader til panoramaopfattelse:TER40J-A6 leveres som standard med 8 GMSL2-kameragrænseflader og understøtter GNSS-tidssynkronisering. Disse otte kameragrænseflader kan oprette direkte forbindelse til flere HD-kameraer, hvilket muliggør 360-graders blindvinkelfri miljøopfattelse for tobenede humanoide robotter. GNSS-tidssynkronisering sikrer præcis justering på tværs af flere billedstrømme og giver data af høj kvalitet til kernefunktioner som SLAM-kortlægning, målsporing og dynamisk forhindringsundgåelse.
Samlet computer- og kontrolarkitektur, der eliminerer adskillelse af store hjerner/små hjerner:TER40J-A6, der er bygget på Jetson Thor-platformen, er positioneret som en flagskibs-integreret big-brain/small-brain-controller til kropsliggjort intelligens. Den udfører ikke kun "big-brain"-rollen i AI-perception og beslutningstagning, men påtager sig også "small-brain"-rollen i realtidsbevægelseskontrol gennem sine rige industrielle kommunikationsgrænseflader, hvilket virkelig realiserer et samlet big-brain/small-brain-design. Denne arkitektur eliminerer fundamentalt kontrolforsinkelse forårsaget af kommunikationsforsinkelse i traditionelle "big brain + small brain"-separerede løsninger og giver et solidt hardwarefundament for yderst dynamisk realtidskontrol i tobenet bevægelse.
Omfattende opgradering af industriel kommunikation til integration med flere enheder:TER40J-A6 har gennemgået en omfattende interfaceopgradering til tobenede humanoide robotapplikationer: 2× 10GbE-porte + 4× uafhængige Gigabit Ethernet-porte (nogle af Gigabit-portene understøtter EtherCAT): 10GbE-portene muliggør hurtig udtrækning af træningsdata fra store modeller og leverer materiale af høj kvalitet til kontinuerlig iteration og optimering af AI-algoritmer. Gigabit-portene kan dedikeres til joint-servo-kommunikation, LiDAR-adgang og backend-kommunikation, hvilket muliggør trafikseparation uden overbelastning; 4× CAN FD-kanaler: Direkte interface med det joint servo-drevsystem i den tobenede humanoide robot for at opnå multiakset synkroniseret styring med høj præcision; 2× RS232/RS485-porte: Stabil tilslutning af periferiudstyr såsom kraftsensorer og IMU'er; 16× GPIO-kanaler: Muliggør udvidelse af alarmudgange, statusindikationer og andre aktuatorgrænseflader; Yderligere I2C-, SPI-, TTL-, PPS_IN- og 2× PWM-grænseflader for at opfylde dybdegående tilpasningskrav; 3× USB 10 Gbps + 1× USB 5 Gbps-porte til tilslutning af højhastighedslagring, industrielle kameraer, stemmemoduler, radar, kraftsensorer og andre enheder; 1× HDMI-displaygrænseflade til lokal fejlfinding og visualisering.
Fuldt interface anti-vibrationsdesign til højdynamisk drift:Under meget dynamiske handlinger som løb, hop og dans udsættes controlleren til en tobenet humanoid robot for kontinuerlige højintensitetsvibrationer og stød. TER40J-A6 har et systematisk anti-vibrationsdesign på grænsefladeniveau i fuld kæde: GMSL-kameragrænseflader har indbyggede låsestrukturer for at sikre sikre forbindelser til flere HD-kameraer under intens bevægelse; Netværksgrænseflader anvender Mini I/O-formfaktoren og har også låsemekanismer, der tilbyder overlegen vibrationsmodstand sammenlignet med traditionelle RJ45-stik; USB-grænseflader giver reserverede skruemonteringspositioner omkring portene, hvilket gør det muligt at forstærke kabler yderligere ved fastgørelse; Dette komplette grænsefladeskema sikrer, at controlleren stabilt kan understøtte prototype-robotter i at udføre komplekse, højdynamiske og slagkraftige handlinger som dans og saltomortaler.
Trådløs udvidelse og industriel pålidelighed:TER40J-A6 understøtter et M.2 Key-M-slot til NVMe SSD-udvidelse, et M.2 Key-B-slot til 4G/5G-moduludvidelse og et M.2 Key-E-slot til Wi-Fi/Bluetooth-moduludvidelse. Reserverede debugging- og flashing-grænseflader samt et SIM-kortslot findes på siden for nem vedligeholdelse og opgradering. Hele enheden måler kun 168,2 × 130 × 72,6 mm, bruger intelligent aktiv blæserkøling, understøtter 12-28 VDC bredt strømforbrug, tilbyder et driftstemperaturområde på -20 til 50 °C og et opbevaringstemperaturområde på -40 til 80 °C og har bestået strenge vibrations- og stødtest.
Værdifulde præstationer:
Fuldt gennembrud af flaskehalsen inden for computerteknologi:Med 2070 TFLOPS ultrahøj AI-ydeevne kan store multimodale modeller køre i realtid ved kanten af netværket. Reaktionshastigheden for komplekse AI-opgaver såsom miljøopfattelse, semantisk forståelse og opgaveplanlægning har opnået et kvalitativt spring i forhold til traditionelle løsninger og giver et stærkt databehandlingsgrundlag for tobenede humanoide robotter, der kan udvikle sig fra blot at være "i stand til at gå" til at være "i stand til at tænke og træffe beslutninger".
Samlet storhjerne og lillehjerne, næsten nul kontrolforsinkelse:Den integrerede computer- og kontrolarkitektur på Jetson Thor-platformen fjerner fuldstændigt kommunikationslatensen fra traditionelle løsninger, der er adskilt af "stor hjerne + lille hjerne". Bevægelseskontrolkommandoer til tobenet gang kan fuldføre løkken fra opfattelse til udførelse inden for nanosekunder, hvilket forbedrer gangstabilitet og dynamisk responshastighed betydeligt.
Panoramaudsigt uden blinde vinkler:De 8 GMSL2-kameragrænseflader kombineret med GNSS-tidssynkronisering muliggør præcis optagelse og tidsmæssig justering af flere HD-billedstrømme, hvilket gør det muligt for robottens 360-graders opfattelsesevne at dække forskellige scenariebehov såsom kompleks terrængenkendelse, dynamisk forhindringsundgåelse og målsporing.
Både højhastighedskommunikation og realtidskontrol:De 2× 10GbE-porte sikrer højhastighedsaggregering af HD-video og perceptionsdata, hvilket muliggør hurtig udtrækning af træningsdata til store modeller og understøtter kontinuerlig AI-algoritmeoptimering. De 4× GbE-porte understøtter EtherCAT, hvilket muliggør realtidsstyring af ledmotorer på mikrosekundniveau.
Fuld grænseflade anti-vibrationsbeskyttelse til højdynamiske opgaver:Flere antivibrationsforanstaltninger – herunder GMSL-stik med lås, låsende Mini I/O-netværksporte og skruefastgørelsespositioner omkring USB-grænseflader – sikrer stabil controllerdrift under meget dynamiske handlinger såsom løb, hop og dans, hvilket fundamentalt løser vedvarende problemer i traditionelle løsninger, hvor vibrationer forårsager løse grænseflader og øjeblikkelige signalafbrydelser.
Integration af flere enheder på en enkelt platform, hvilket forenkler systemarkitekturen markant:Udstyrede grænseflader, herunder 4× CAN FD, 2× RS232/485, 16× GPIO og I2C/SPI/PPS, muliggør en enkeltplatformsforbindelse til led-servoer, kraftsensorer, IMU'er, LiDAR'er, HD-kameraer og andre enheder. Fuld systemimplementering kan gennemføres uden ekstra udvidelsesmoduler, hvilket reducerer systemintegrationens kompleksitet og styklisteomkostninger betydeligt.
