Kaksijalkaiset humanoidirobotit edustavat ruumiillistettujen älyteknologioiden huipentumaa. Niiden ihmismäinen muoto mahdollistaa saumattoman sopeutumisen ihmisten työympäristöihin, mikä antaa niille laajat sovellusmahdollisuudet teollisessa tuotannossa, kaupallisissa palveluissa ja erikoisoperaatioissa. Kaksijalkaisen rakenteen aiheuttamat dynaamisen tasapainon haasteet asettavat kuitenkin ydinohjausjärjestelmälle paljon korkeammat vaatimukset kuin muiden robottimuotojen – sen on suoritettava koko suljettu havainto-, päätöksenteko- ja ohjaussilmukka millisekunneissa.
Useiden arviointikierrosten ja tiukan kenttävalidoinnin jälkeen asiakas valitsi lopulta APQ:n lippulaivamallin, ruumiillistetun älykkyyden omaavan ohjaimen TER40J-A6:n, uuden sukupolven kaksijalkaisen humanoidirobottinsa ydinohjausalustaksi.
Asiakkaan haaste
Äärimmäinen tekoälylaskennan kysyntä:Kaksijalkaisen humanoidirobotin on suoritettava multimodaalisia suuria malleja reaaliajassa reunalla suorittaakseen monimutkaisia tekoälytehtäviä, kuten ympäristön havaitsemista, semanttista ymmärrystä ja tehtävien suunnittelua, mikä vaatii tekoälyn suorituskykyä tuhannen TOPS:n tasolla.
Synkronoitu monikanavainen HD-videon hankinta:Robotti tarvitsee useita HD-kameroita 360 asteen ympäristön havainnointiin, mikä edellyttää ohjaimelta tukea useille GMSL2-kameraliitännöille ja GNSS-aikasynkronointiominaisuutta.
Nopean verkon ja reaaliaikaisten teollisuussignaalien rinnakkaiselo:Se vaatii 10GbE-luokan verkkoyhteyden laajamittaiseen tiedonsiirtoon ja harjoitusdatan poimimiseen, ja se tukee myös EtherCAT-teollista reaaliaikaista Ethernet-protokollaa robotin kaikkien nivelmoottoreiden ohjaamiseen.
Reaaliaikainen integroitu suurten/pienten aivojen hallinta:Kaksijalkainen kävely vaatii erittäin lyhyitä liikkeenohjaussyklejä. Perinteisten "erillisten iso-aivo- ja pieniaivoarkkitehtuurien" kommunikaatiolatenssi ei pysty vastaamaan erittäin dynaamisen kaksijalkaisen liikkumisen reaaliaikaisiin vaatimuksiin, minkä vuoksi integroitu laskenta- ja ohjausarkkitehtuuri on välttämätön.
Monipuoliset teolliset tietoliikenneliitännät:Ohjaimen on oltava samanaikaisesti yhteydessä nivelservomoottoreihin, voima-antureihin, IMUihin, LiDAReihin ja muihin laitteisiin, mikä vaatii useita CAN FD -kanavia, sarjaportteja, GPIO:n ja muita laajoja rajapintoja.
Tärinänkestävyys erittäin dynaamisessa käytössä:Erittäin dynaamisten liikkeiden, kuten juoksemisen, hyppimisen ja tanssin, aikana kaksijalkainen humanoidirobotti altistuu voimakkaalle tärinälle ja iskuille, mikä vaatii ohjaimelta erinomaista tärinänvaimennusta ja lukittavia rajapintarakenteita.
APQ-ratkaisu
2070 terafloppia tekoälyn suorituskykyä, integroimalla suurten ja pienten aivojen toimintoja:TER40J-A6 on varustettu NVIDIA Jetson Thor T5000 -ydinmoduulilla, joka tarjoaa jopa 2070 TFLOPSin tekoälytehon (FP4-harva). Verrattuna Jetson AGX Orin -alustaan se edustaa laadullista harppausta – siinä on enemmän suorittimen ytimiä ja noin kaksinkertainen suorittimen suorituskyky. Tämä laskentatehon taso mahdollistaa kaksijalkaisten humanoidirobottien suorittaa laaja-alaisia näkö-kielimalleja, multimodaalisia havaintomalleja ja monimutkaisia tehtäväsuunnittelualgoritmeja reaaliajassa reunalla, mikä mahdollistaa todella kokonaisvaltaisen älykkään prosessoinnin "havainnosta" "päätöksentekoon".
8 GMSL2-kameraliitäntää panoraamakuvaukseen:TER40J-A6:ssa on vakiona kahdeksan GMSL2-kameraliitäntää ja se tukee GNSS-aikasynkronointia. Nämä kahdeksan kameraliitäntää voidaan liittää suoraan useisiin HD-kameroihin, mikä mahdollistaa kaksijalkaisten humanoidirobottien 360 asteen kuolleiden kulmien ulkopuolisen ympäristön havainnoinnin. GNSS-aikasynkronointi varmistaa tarkan kohdistuksen useissa kuvavirroissa ja tarjoaa korkealaatuista datatukea ydintoiminnoille, kuten SLAM-kartoitukselle, kohteen seurannalle ja dynaamiselle esteiden väistämiselle.
Yhtenäinen laskenta- ja ohjausarkkitehtuuri, joka poistaa suurten ja pienten aivojen erottelun:Jetson Thor -alustalle rakennettu TER40J-A6 on positionoitu lippulaivamalliksi integroidulle pien- ja suurikokoiselle älykkyysosaamista tarjoavalle ohjaimelle. Se ei ainoastaan suorita tekoälyn "isojen aivojen" roolia havainnoinnissa ja päätöksenteossa, vaan myös hoitaa reaaliaikaisen liikkeenohjauksen "pienten aivojen" roolin monipuolisten teollisten tietoliikenneliittymiensä kautta, toteuttaen todella yhtenäisen pien- ja suurikokoisen suunnittelun. Tämä arkkitehtuuri poistaa perusteellisesti perinteisten "isot aivot + pienet aivot" -ratkaisujen tietoliikenneviiveestä johtuvan ohjausviiveen ja tarjoaa vankan laitteistopohjan erittäin dynaamiselle reaaliaikaiselle ohjaukselle kaksijalkaisessa liikkumisessa.
Kattava teollisen tiedonsiirron päivitys useiden laitteiden integrointiin:TER40J-A6 on läpikäynyt kattavan liitäntäpäivityksen kaksijalkaisia humanoidirobottisovelluksia varten: 2 × 10GbE-porttia + 4 × itsenäistä gigabitin Ethernet-porttia (jotkut gigabitin porteista tukevat EtherCATia): 10GbE-portit mahdollistavat suurten mallien koulutusdatan nopean poiminnan, mikä tarjoaa korkealaatuista materiaalia jatkuvalle tekoälyalgoritmien iteraatiolle ja optimoinnille. Gigabitin portit voidaan varata yhteisservoviestintään, LiDAR-käyttöön ja taustaviestintään, mikä mahdollistaa liikenteen erottelun ilman ruuhkia; 4× CAN FD -kanavaa: Suoraan liitetty kaksijalkaisen humanoidirobotin yhteisservojärjestelmään moniakselisen, erittäin tarkan synkronoidun ohjauksen saavuttamiseksi; 2× RS232/RS485-porttia: Yhdistää vakaasti oheislaitteita, kuten voima-antureita ja IMUja; 16× GPIO-kanavaa: Helpottaa hälytyslähtöjen, tilailmaisimien ja muiden toimilaiteliitäntöjen laajentamista; Lisäksi I2C-, SPI-, TTL-, PPS_IN- ja 2× PWM-liitännät vaativien mukautusvaatimusten täyttämiseksi; 3× USB 10 Gbps + 1× USB 5 Gbps -porttia nopean tallennustilan, teollisuuskameroiden, äänimoduulien, tutkien, voima-antureiden ja muiden laitteiden liittämiseen; 1× HDMI-näyttöliitäntä paikallista virheenkorjausta ja visualisointia varten.
Täysin hyödynnetty tärinänvaimennussuunnittelu erittäin dynaamiseen käyttöön:Erittäin dynaamisten toimintojen, kuten juoksemisen, hyppimisen ja tanssin, aikana kaksijalkaisen humanoidirobotin ohjain altistetaan jatkuvalle voimakkaalle tärinälle ja iskuille. TER40J-A6:ssa on täysiketjuinen, systemaattinen tärinänvaimennusrajapinta rajapinnan tasolla: GMSL-kameraliitännöissä on sisäänrakennetut salpalukitusrakenteet, jotka varmistavat useiden HD-kameroiden turvalliset yhteydet intensiivisen liikkeen aikana; verkkoliitännöissä on Mini I/O -muotoilu ja lukitusmekanismit, jotka tarjoavat erinomaisen tärinänkestävyyden perinteisiin RJ45-liittimiin verrattuna; USB-liitännöissä on varatut ruuvikiinnityspaikat porttien ympärillä, jolloin kaapeleita voidaan vahvistaa entisestään kiinnittämällä; tämä täydellinen rajapintajärjestelmä varmistaa, että ohjain voi vakaasti tukea prototyyppirobotteja monimutkaisten, dynaamisten ja iskuja aiheuttavien toimintojen, kuten tanssin ja volttien, suorittamisessa.
Langaton laajennus ja teollisuusluokan luotettavuus:TER40J-A6 tukee M.2 Key-M -paikkaa NVMe SSD -laajennusta varten, M.2 Key-B -paikkaa 4G/5G-moduulilaajennusta varten ja M.2 Key-E -paikkaa Wi-Fi/Bluetooth-moduulilaajennusta varten. Varatut virheenkorjaus- ja flash-liitännät sekä SIM-korttipaikka sijaitsevat sivulla kätevää huoltoa ja päivitystä varten. Koko yksikkö on kooltaan vain 168,2 × 130 × 72,6 mm, siinä on älykäs aktiivinen tuuletinjäähdytys, se tukee 12–28 VDC:n laaja-alaista virransyöttöä, tarjoaa käyttölämpötila-alueen -20–50 °C ja säilytyslämpötila-alueen -40–80 °C, ja se on läpäissyt tiukat tärinä- ja iskutestit.
Arvokkaat saavutukset:
Tietojenkäsittelyn pullonkaulan täydellinen läpimurto:Yli 2070 teraflopin (TFLOPS) huipputehon ansiosta multimodaaliset suuret mallit voivat toimia reaaliajassa reunalla. Monimutkaisten tekoälytehtävien, kuten ympäristön havaitsemisen, semanttisen ymmärryksen ja tehtävien suunnittelun, vastenopeus on saavuttanut laadullisen harppauksen perinteisiin ratkaisuihin verrattuna, tarjoten tehokkaan laskentapohjan kaksijalkaisille humanoidiroboteille, jotka voivat kehittyä pelkästä "kävelykyvystä" "ajattelemis- ja päätöksentekokykyyn".
Yhtenäinen suurten ja pienten aivojen toiminta, lähes nolla kontrollilatenssi:Jetson Thor -alustan integroitu laskenta- ja ohjausarkkitehtuuri poistaa kokonaan perinteisten "iso aivo + pieni aivot" -erotteluratkaisujen kommunikaatioviiveen. Kaksijalkaisen kävelyn liikeohjauskomennot voivat suorittaa silmukan havainnosta toteutukseen nanosekunneissa, mikä parantaa huomattavasti kävelyn vakautta ja dynaamista vastenopeutta.
Sokea kulma -vapaa panoraamanäkymä:Kahdeksan GMSL2-kameraliitäntää yhdistettynä GNSS-aikasynkronointiin mahdollistavat useiden HD-kuvavirtojen tarkan hankinnan ja ajallisen kohdistuksen, jolloin robotin 360 asteen havaintokyky kattaa monipuoliset skenaarioiden tarpeet, kuten monimutkaisen maaston tunnistuksen, dynaamisen esteiden välttämisen ja kohteiden seurannan.
Sekä nopea tiedonsiirto että reaaliaikainen ohjaus:Kaksi 10 GbE-porttia varmistavat HD-videon ja havaintotietojen nopean yhdistämisen, mikä mahdollistaa koulutustietojen nopean poiminnan suurista malleista ja tukee jatkuvaa tekoälyalgoritmien optimointia. Neljä GbE-porttia tukevat EtherCATia, mikä mahdollistaa nivelmoottoreiden mikrosekuntitason reaaliaikaisen ohjauksen.
Täysi käyttöliittymän tärinänvaimennus erittäin dynaamisiin tehtäviin:Useat tärinänvaimennustoimenpiteet – mukaan lukien salpalukittuvat GMSL-liittimet, lukittavat Mini I/O -verkkoportit ja ruuvikiinnitykset USB-liitäntöjen ympärillä – varmistavat ohjaimen vakaan toiminnan erittäin dynaamisissa toiminnoissa, kuten juoksemisessa, hyppimisessä ja tanssimisessa, ratkaiseen perustavanlaatuisesti perinteisten ratkaisujen sitkeitä ongelmia, joissa tärinä aiheuttaa löysiä liitäntöjä ja hetkellisiä signaalikatkoksia.
Usean laitteen integrointi yhdelle alustalle, mikä yksinkertaistaa järjestelmäarkkitehtuuria huomattavasti:Monipuoliset liitännät, kuten 4× CAN FD, 2× RS232/485, 16× GPIO ja I2C/SPI/PPS, mahdollistavat yhden alustan liitännän nivelservoille, voima-antureille, IMUille, LiDAReille, HD-kameroille ja muille laitteille. Täysi järjestelmän käyttöönotto voidaan suorittaa ilman ylimääräisiä laajennusmoduuleja, mikä vähentää merkittävästi järjestelmän integroinnin monimutkaisuutta ja osakustannuksia.
