APQ flaggskeppsstyrenhet för förkroppsligad intelligens TER40J-A6 i en tvåbent humanoid robotapplikation
Tvåbenta humanoida robotar representerar kulmen av tekniker för kroppslig intelligens. Deras människoliknande form möjliggör sömlös anpassning till mänskliga arbetsmiljöer, vilket ger dem breda tillämpningsmöjligheter inom industriell produktion, kommersiella tjänster och specialoperationer. De utmaningar med dynamisk balans som den tvåbenta strukturen medför ställer dock betydligt högre krav på kärnstyrsystemet än hos andra robotformer – det måste slutföra den fullständiga slutna slingan av perception, beslutsfattande och kontroll inom millisekunder.
Efter flera utvärderingsomgångar och rigorös fältvalidering valde kunden slutligen APQs flaggskeppsstyrenhet för kroppslig intelligens, TER40J-A6, som den centrala styrplattformen för sin nya generationens tvåbenta humanoidrobot.
Kundutmaning
Extrem efterfrågan på AI-datorer:Den tvåfota humanoida roboten måste köra multimodala stora modeller i realtid vid kanten för att utföra komplexa AI-uppgifter som miljöuppfattning, semantisk förståelse och uppgiftsplanering, vilket kräver AI-prestanda på tusen-TOPS-nivå.
Synkroniserad flerkanalig HD-videoinsamling:Roboten behöver flera HD-kameror för att uppnå 360-graders miljöuppfattning, vilket kräver att styrenheten stöder flera GMSL2-kameragränssnitt och GNSS-tidssynkroniseringsfunktion.
Samexistens av höghastighetsnätverk och industriella signaler i realtid:Det kräver nätverk av 10 GbE-klass för storskalig databackhaul och utvinning av träningsdata, samtidigt som det stöder EtherCAT industriella realtids-Ethernet-protokollet för att driva alla robotens ledmotorer.
Realtidsintegrerad kontroll av storhjärna/litenhjärna:Tvåbent gång kräver extremt korta rörelsekontrollcykler. Kommunikationslatensen hos traditionella arkitekturer med "separerade stora och små hjärnor" kan inte uppfylla realtidskraven för mycket dynamisk tvåbent rörelse, vilket gör en integrerad beräknings- och kontrollarkitektur avgörande.
Rika industriella kommunikationsgränssnitt:Styrenheten måste samtidigt kommunicera med ledservomotorer, kraftsensorer, IMU:er, LiDAR:er och andra enheter, vilket kräver flera CAN FD-kanaler, seriella portar, GPIO och andra omfattande gränssnitt.
Vibrationstålighet för högdynamisk drift:Under mycket dynamiska rörelser som löpning, hoppning och dans utsätts en tvåbent humanoid robot för intensiva vibrationer och stötar, vilket kräver att styrenheten har enastående antivibrationsdesign och låsande gränssnittsstrukturer.
APQ-lösning
2070 TFLOPS av AI-prestanda, integrering av storhjärnans och småhjärnans funktioner:TER40J-A6 är utrustad med NVIDIA Jetson Thor T5000-kärnmodulen, som levererar AI-prestanda på upp till 2070 TFLOPS (FP4 sparse). Jämfört med Jetson AGX Orin-plattformen representerar den ett kvalitativt språng – med fler CPU-kärnor och ungefär två till tre gånger högre CPU-prestanda. Denna nivå av datorkraft gör det möjligt för tvåbenta humanoida robotar att köra storskaliga visionsspråksmodeller, multimodala perceptionsmodeller och komplexa uppgiftsplaneringsalgoritmer i realtid vid kanten, vilket verkligen möjliggör intelligent bearbetning från end-to-end, från "perception" till "beslutsfattande".
8 GMSL2-kameragränssnitt för panoramauppfattning:TER40J-A6 levereras som standard med 8 GMSL2-kameragränssnitt och stöder GNSS-tidssynkronisering. Dessa åtta kameragränssnitt kan anslutas direkt till flera HD-kameror, vilket möjliggör 360-graders dödvinkelfri miljöuppfattning för tvåbenta humanoidrobotar. GNSS-tidssynkronisering säkerställer exakt justering över flera bildströmmar, vilket ger högkvalitativt datastöd för kärnfunktioner som SLAM-mappning, målspårning och dynamisk hinderundvikning.
Enhetlig dator- och kontrollarkitektur, som eliminerar separationen mellan stora och små hjärnor:Byggd på Jetson Thor-plattformen är TER40J-A6 positionerad som en flaggskeppsbaserad integrerad big-brain/small-brain-kontroller för förkroppsligad intelligens. Den utför inte bara rollen som "big-brain" för AI-perception och beslutsfattande, utan åtar sig även rollen som "small-brain" för rörelsekontroll i realtid genom sina rika industriella kommunikationsgränssnitt, vilket verkligen realiserar en enhetlig big-brain/small-brain-design. Denna arkitektur eliminerar i grunden kontrollfördröjning orsakad av kommunikationsfördröjning i traditionella "big brain + small brain"-separerade lösningar och ger en solid hårdvarugrund för mycket dynamisk realtidskontroll vid tvåbent rörelse.
Omfattande industriell kommunikationsuppgradering för integration med flera enheter:TER40J-A6 har genomgått en omfattande gränssnittsuppgradering för tvåfotade humanoidrobotapplikationer: 2× 10GbE-portar + 4× oberoende Gigabit Ethernet-portar (vissa av Gigabit-portarna stöder EtherCAT): 10GbE-portarna möjliggör snabb extrahering av träningsdata från stora modeller, vilket ger högkvalitativt material för kontinuerlig iteration och optimering av AI-algoritmer. Gigabit-portarna kan dedikeras till joint-servo-kommunikation, LiDAR-åtkomst och backend-kommunikation, vilket möjliggör trafikseparation utan trängsel; 4× CAN FD-kanaler: Direkt gränssnitt mot det gemensamma servodrivsystemet hos den tvåbenta humanoidroboten för att uppnå synkroniserad styrning med flera axlar och hög precision; 2× RS232/RS485-portar: Stabil anslutning av kringutrustning som kraftsensorer och IMU:er; 16× GPIO-kanaler: Underlättar expansion för larmutgångar, statusindikationer och andra ställdonsgränssnitt; Ytterligare I2C-, SPI-, TTL-, PPS_IN- och 2× PWM-gränssnitt för att möta djupgående anpassningskrav; 3× USB 10 Gbps + 1× USB 5 Gbps-portar för anslutning av höghastighetslagring, industrikameror, röstmoduler, radar, kraftsensorer och andra enheter; 1× HDMI-displaygränssnitt för lokal felsökning och visualisering.
Fullständigt gränssnittsbaserat antivibrationsdesign för högdynamisk drift:Under mycket dynamiska handlingar som löpning, hoppning och dans utsätts styrenheten till en tvåfot humanoid robot för kontinuerliga högintensiva vibrationer och stötar. TER40J-A6 har en komplett, systematisk antivibrationsdesign på gränssnittsnivå: GMSL-kameragränssnitt har inbyggda låsstrukturer för att säkerställa säkra anslutningar för flera HD-kameror under intensiv rörelse; Nätverksgränssnitt använder Mini I/O-formfaktorn och har även låsmekanismer, vilket erbjuder överlägsen vibrationstålighet jämfört med traditionella RJ45-kontakter; USB-gränssnitt ger reserverade skruvmonteringspositioner runt portarna, vilket gör att kablar kan förstärkas ytterligare genom fastsättning; Detta kompletta gränssnittsschema säkerställer att styrenheten stabilt kan stödja prototyprobotar i att utföra komplexa, högdynamiska och kraftfulla handlingar som dans och kullerbyttor.
Trådlös expansion och industriell tillförlitlighet:TER40J-A6 stöder en M.2 Key-M-plats för NVMe SSD-expansion, en M.2 Key-B-plats för 4G/5G-modulexpansion och en M.2 Key-E-plats för Wi-Fi/Bluetooth-modulexpansion. Reserverade felsöknings- och flashgränssnitt, samt en SIM-kortplats, finns på sidan för enkelt underhåll och uppgradering. Hela enheten mäter endast 168,2 × 130 × 72,6 mm, använder intelligent aktiv fläktkylning, stöder 12–28 VDC brett effektområde, erbjuder ett driftstemperaturområde på -20 till 50 °C och ett lagringstemperaturområde på -40 till 80 °C, och har klarat rigorösa vibrations- och stöttester.
Värdefulla prestationer:
Fullständigt genombrott av flaskhalsen inom databehandling:Med 2070 TFLOPS av ultrahög AI-prestanda kan stora multimodala modeller köras i realtid vid gränsen. Svarshastigheten för komplexa AI-uppgifter som miljöuppfattning, semantisk förståelse och uppgiftsplanering har gjort ett kvalitativt språng jämfört med traditionella lösningar, vilket ger en kraftfull datorbas för tvåbenta humanoida robotar att utvecklas från att bara "kunna gå" till att "kunna tänka och fatta beslut".
Enad storhjärna och litenhjärna, nästan noll kontrolllatens:Den integrerade dator- och kontrollarkitekturen i Jetson Thor-plattformen eliminerar helt kommunikationslatensen hos traditionella lösningar separerade med "stor hjärna + liten hjärna". Rörelsekontrollkommandon för tvåbent gång kan slutföra loopen från uppfattning till utförande inom nanosekunder, vilket avsevärt förbättrar gångstabilitet och dynamisk responshastighet.
Panoramabild utan blinda vinklar:De 8 GMSL2-kameragränssnitten, i kombination med GNSS-tidssynkronisering, möjliggör exakt registrering och tidsmässig justering av flera HD-bildströmmar, vilket gör att robotens 360-gradersuppfattningsförmåga täcker olika scenariebehov som komplex terrängigenkänning, dynamisk hinderundvikning och målspårning.
Både höghastighetskommunikation och realtidskontroll:De två 10 GbE-portarna säkerställer höghastighetsaggregering av HD-video och perceptionsdata, vilket möjliggör snabb extrahering av träningsdata för stora modeller och stöder kontinuerlig AI-algoritmoptimering. De fyra GbE-portarna stöder EtherCAT, vilket möjliggör realtidskontroll av ledmotorer på mikrosekundnivå.
Fullständigt gränssnittsskydd mot vibrationer för högdynamiska uppgifter:Flera antivibrationsåtgärder – inklusive spärrlåsta GMSL-kontakter, låsbara Mini I/O-nätverksportar och skruvfästen runt USB-gränssnitt – säkerställer stabil styrenhetsdrift under mycket dynamiska åtgärder som löpning, hoppning och dans, vilket i grunden löser ihållande problem i traditionella lösningar där vibrationer orsakar lösa gränssnitt och tillfälliga signalavbrott.
Integrering av flera enheter på en enda plattform, vilket avsevärt förenklar systemarkitekturen:Rika gränssnitt inklusive 4× CAN FD, 2× RS232/485, 16× GPIO och I2C/SPI/PPS möjliggör en enda plattformsanslutning för ledservon, kraftsensorer, IMU:er, LiDAR:er, HD-kameror och andra enheter. Fullständig systemdistribution kan slutföras utan extra expansionsmoduler, vilket avsevärt minskar systemintegrationens komplexitet och BOM-kostnader.
