APQ flaggskip Embodied Intelligence Controller TER40J-A6 i en tobent humanoid robotapplikasjon
Tobente humanoide roboter representerer kulminasjonen av teknologier for kroppsliggjort intelligens. Deres menneskelignende form muliggjør sømløs tilpasning til menneskelige arbeidsmiljøer, noe som gir dem brede anvendelsesmuligheter innen industriell produksjon, kommersielle tjenester og spesialoperasjoner. Imidlertid stiller utfordringene med dynamisk balanse som den tobente strukturen medfører langt høyere krav til kjernekontrollsystemet enn andre robotformer – det må fullføre den lukkede sløyfen av persepsjon, beslutningstaking og kontroll i løpet av millisekunder.
Etter flere runder med evaluering og grundig feltvalidering valgte kunden til slutt APQs flaggskip-kontroller for kroppslig intelligens, TER40J-A6, som kjernekontrollplattform for sin nye generasjon tobente humanoide robot.
Kundeutfordring
Ekstrem etterspørsel etter AI-databehandling:Den tobente humanoide roboten må kjøre multimodale store modeller i sanntid ved kanten for å utføre komplekse AI-oppgaver som miljøpersepsjon, semantisk forståelse og oppgaveplanlegging, noe som krever AI-ytelse på tusen-TOPS-nivå.
Synkronisert flerkanals HD-videoopptak:Roboten trenger flere HD-kameraer for å oppnå 360-graders miljøoppfatning, noe som krever at kontrolleren støtter flere GMSL2-kameragrensesnitt og GNSS-tidssynkroniseringsfunksjonalitet.
Sameksistens av høyhastighetsnettverk og industrielle signaler i sanntid:Det krever nettverk i 10 GbE-klassen for storskala databackhaul og utvinning av treningsdata, samtidig som det støtter EtherCAT industriell sanntids Ethernet-protokoll for å drive alle leddmotorene til roboten.
Sanntidsintegrert kontroll av storhjerne/litenhjerne:Tobent gange krever ekstremt korte bevegelseskontrollsykluser. Kommunikasjonsforsinkelsen til tradisjonelle «separerte storhjerne- og litenhjerne»-arkitekturer kan ikke oppfylle sanntidskravene til svært dynamisk tobent bevegelse, noe som gjør en integrert databehandlings- og kontrollarkitektur avgjørende.
Rike industrielle kommunikasjonsgrensesnitt:Kontrolleren må samtidig kobles til leddservomotorer, kraftsensorer, IMU-er, LiDAR-er og andre enheter, noe som krever flere CAN FD-kanaler, serielle porter, GPIO og andre omfattende grensesnitt.
Vibrasjonsmotstand for høydynamisk drift:Under svært dynamiske bevegelser som løping, hopping og dansing utsettes en tobent humanoid robot for intens vibrasjon og støt, noe som krever at kontrolleren har enestående antivibrasjonsdesign og låsende grensesnittstrukturer.
APQ-løsning
2070 TFLOPS med AI-ytelse, integrering av storhjerne- og litenhjernefunksjoner:TER40J-A6 er utstyrt med NVIDIA Jetson Thor T5000-kjernemodulen, som leverer AI-ytelse på opptil 2070 TFLOPS (FP4 sparsom). Sammenlignet med Jetson AGX Orin-plattformen representerer den et kvalitativt sprang – med flere CPU-kjerner og omtrent to til tre ganger CPU-ytelsen. Dette nivået av datakraft gjør det mulig for tobente humanoide roboter å kjøre storskala synsspråkmodeller, multimodale persepsjonsmodeller og komplekse oppgaveplanleggingsalgoritmer i sanntid på kanten, noe som virkelig muliggjør intelligent prosessering fra ende til ende, fra «persepsjon» til «beslutningstaking».
8 GMSL2-kameragrensesnitt for panoramaoppfatning:TER40J-A6 leveres som standard med åtte GMSL2-kameragrensesnitt og støtter GNSS-tidssynkronisering. Disse åtte kameragrensesnittene kan kobles direkte til flere HD-kameraer, noe som muliggjør 360-graders blindsonefri miljøoppfatning for tobente humanoide roboter. GNSS-tidssynkronisering sikrer presis justering på tvers av flere bildestrømmer, og gir datastøtte av høy kvalitet for kjernefunksjoner som SLAM-kartlegging, målsporing og dynamisk hindringsunngåelse.
Enhetlig databehandlings- og kontrollarkitektur, som eliminerer separasjon mellom storhjerne og litenhjerne:TER40J-A6 er bygget på Jetson Thor-plattformen og er posisjonert som en flaggskip-integrert stor-hjerne/liten-hjerne-kontroller for kroppsliggjort intelligens. Den utfører ikke bare "stor-hjerne"-rollen for AI-persepsjon og beslutningstaking, men påtar seg også "liten-hjerne"-rollen for sanntidsbevegelseskontroll gjennom sine rike industrielle kommunikasjonsgrensesnitt, og realiserer virkelig et enhetlig stor-hjerne/liten-hjerne-design. Denne arkitekturen eliminerer fundamentalt kontrollforsinkelse forårsaket av kommunikasjonsforsinkelse i tradisjonelle "stor-hjerne + liten-hjerne"-separerte løsninger og gir et solid maskinvarefundament for svært dynamisk sanntidskontroll i tobent bevegelse.
Omfattende oppgradering av industriell kommunikasjon for integrering av flere enheter:TER40J-A6 har gjennomgått en omfattende grensesnittoppgradering for tobente humanoide robotapplikasjoner: 2× 10 GbE-porter + 4× uavhengige Gigabit Ethernet-porter (noen av Gigabit-portene støtter EtherCAT): 10 GbE-portene muliggjør rask utvinning av treningsdata fra store modeller, og gir materiale av høy kvalitet for kontinuerlig iterasjon og optimalisering av AI-algoritmer. Gigabit-portene kan dedikeres til felles servo-kommunikasjon, LiDAR-tilgang og backend-kommunikasjon, noe som muliggjør trafikkseparasjon uten overbelastning; 4× CAN FD-kanaler: Direkte grensesnitt med det felles servo-drivsystemet til den tobente humanoide roboten for å oppnå flerakset synkronisert kontroll med høy presisjon; 2× RS232/RS485-porter: Stabil tilkobling av periferiutstyr som kraftsensorer og IMU-er; 16× GPIO-kanaler: Muliggjør utvidelse for alarmutganger, statusindikasjoner og andre aktuatorgrensesnitt; Ekstra I2C-, SPI-, TTL-, PPS_IN- og 2× PWM-grensesnitt for å møte krav til dyptgående tilpasning; 3× USB 10 Gbps + 1× USB 5 Gbps-porter for tilkobling av høyhastighetslagring, industrikameraer, talemoduler, radar, kraftsensorer og andre enheter; 1× HDMI-skjermgrensesnitt for lokal feilsøking og visualisering.
Fullgrensesnitt antivibrasjonsdesign for høydynamisk drift:Under svært dynamiske handlinger som løping, hopping og dansing utsettes kontrolleren til en tobent humanoid robot for kontinuerlig høyintensitetsvibrasjon og støt. TER40J-A6 har en fullkjedet, systematisk antivibrasjonsdesign på grensesnittnivå: GMSL-kameragrensesnitt har innebygde låsestrukturer for å sikre sikre tilkoblinger for flere HD-kameraer under intens bevegelse; Nettverksgrensesnitt bruker Mini I/O-formfaktoren og har også låsemekanismer, noe som gir overlegen vibrasjonsmotstand sammenlignet med tradisjonelle RJ45-kontakter; USB-grensesnitt gir reserverte skruefesteposisjoner rundt portene, slik at kablene kan forsterkes ytterligere ved festing; Dette komplette grensesnittskjemaet sikrer at kontrolleren stabilt kan støtte prototype-roboter i å utføre komplekse, høydynamiske, slagkraftige handlinger som dansing og salto.
Trådløs utvidelse og pålitelighet i industriell kvalitet:TER40J-A6 støtter et M.2 Key-M-spor for NVMe SSD-utvidelse, et M.2 Key-B-spor for 4G/5G-modulutvidelse og et M.2 Key-E-spor for Wi-Fi/Bluetooth-modulutvidelse. Reserverte feilsøkings- og flashing-grensesnitt, samt et SIM-kortspor, er tilgjengelig på siden for enkel vedlikehold og oppgradering. Hele enheten måler bare 168,2 × 130 × 72,6 mm, bruker intelligent aktiv viftekjøling, støtter 12–28 VDC bredt strøminntak, tilbyr et driftstemperaturområde på -20 til 50 °C og et lagringstemperaturområde på -40 til 80 °C, og har bestått strenge vibrasjons- og støttester.
Verdifulle prestasjoner:
Fullstendig gjennombrudd av flaskehalsen i databehandling:Med 2070 TFLOPS med ultrahøy AI-ytelse kan store multimodale modeller kjøre i sanntid ved kanten. Responshastigheten for komplekse AI-oppgaver som miljøpersepsjon, semantisk forståelse og oppgaveplanlegging har oppnådd et kvalitativt sprang over tradisjonelle løsninger, og gir et kraftig datagrunnlag for at tobente humanoide roboter skal kunne utvikle seg fra bare å være «i stand til å gå» til å være «i stand til å tenke og ta avgjørelser».
Enhetlig storhjerne og litenhjerne, nesten null kontrollforsinkelse:Den integrerte databehandlings- og kontrollarkitekturen til Jetson Thor-plattformen fjerner fullstendig kommunikasjonsforsinkelsen til tradisjonelle løsninger med separasjon av «stor hjerne + liten hjerne». Bevegelseskontrollkommandoer for tobent gange kan fullføre løkken fra persepsjon til utførelse i løpet av nanosekunder, noe som forbedrer gangstabilitet og dynamisk responshastighet betraktelig.
Panoramautsikt uten blindsoner:De åtte GMSL2-kameragrensesnittene, kombinert med GNSS-tidssynkronisering, muliggjør presis innsamling og tidsmessig justering av flere HD-bildestrømmer, slik at robotens 360-graders persepsjonsevne dekker ulike scenariobehov som kompleks terrenggjenkjenning, dynamisk hindringsunngåelse og målsporing.
Både høyhastighetskommunikasjon og sanntidskontroll:2× 10GbE-portene sikrer høyhastighetsaggregering av HD-video og persepsjonsdata, noe som muliggjør rask utvinning av treningsdata for store modeller og støtter kontinuerlig optimalisering av AI-algoritmer. 4× GbE-portene støtter EtherCAT, som muliggjør sanntidskontroll av leddmotorer på mikrosekundnivå.
Fullgrensesnitts antivibrasjonsbeskyttelse for høydynamiske oppgaver:Flere antivibrasjonstiltak – inkludert GMSL-kontakter med låsemekanisme, låsbare Mini I/O-nettverksporter og skruefesteposisjoner rundt USB-grensesnitt – sikrer stabil kontrollerdrift under svært dynamiske handlinger som løping, hopping og dansing, og løser dermed vedvarende problemer i tradisjonelle løsninger der vibrasjon forårsaker løse grensesnitt og midlertidige signalavbrudd.
Integrering av flere enheter på én plattform, noe som forenkler systemarkitekturen betraktelig:Rike grensesnitt, inkludert 4× CAN FD, 2× RS232/485, 16× GPIO og I2C/SPI/PPS, muliggjør en tilkobling på én plattform for leddservoer, kraftsensorer, IMU-er, LiDAR-er, HD-kameraer og andre enheter. Full systemdistribusjon kan fullføres uten ekstra utvidelsesmoduler, noe som reduserer systemintegrasjonskompleksiteten og BOM-kostnadene betydelig.
