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当机器人学会扫堂腿:一场踢向万亿市场的芯片机遇

03/12 10:50
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机器人会武术,谁也挡不住。”只要打开短视频,十秒之内大概率会刷到机器人。银色的身影,左右勾拳加上一个回旋踢,李小龙一样的招牌动作,一脚就踢进了我的心窝里。这年头连铁皮人都开始练武术了,芯片圈的老铁们还在熬夜给芯片参数调整精修。

回想一年前。

2024年7月4日,特斯拉二代Optimus在上海世界人工智能大会上完成全球首秀。官方宣称其“行走速度提升30%,重量减轻10公斤,平衡性堪比少林武僧”。

马斯克甚至在X平台放出视频:Optimus用两指捏起生鸡蛋,抱着盒子在满是障碍物的办公室里面畅行无阻。

这波操作直接把科技圈期待值拉满。

全网热搜,惊呼人型机器人引爆奇点时刻。

似乎,明天“钢铁侠马老师”的汽车,就由机器人制造出来了。

但仅仅20天后(7月23日),特斯拉却宣布量产计划推迟至2025年。

这种“前脚开香槟,后脚拆舞台”的魔幻操作。

让大家惊呼,这才是马老师的基操。

毕竟马老师说,没有人比我更懂,下个10年即将殖民火星。

虽然,消息不利。

但是,钢铁侠马老师说:没有人能够预测我的预测。

这不,今年的1月9日,美国拉斯维加斯举行的CES展会上。

马老师通过视频直播预测,特斯拉计划在2025年生产数千台人形机器人Optimus(擎天柱)。

他还表示,若一切顺利,2026年计划将产量提高至2025年的10倍,即大约5万到10万台,2027年进一步提高至10倍,也就是50万台起。

10倍的增长,这是给华尔街画了多大一张饼。

不知道马老师的吹的泡沫里面,有多少是工程师的泪水。

不过西边不亮,东边亮。

看完了马老师的“残阳”,再看今年的“后浪”。

今年春晚上,我们都见识了宇树的H1扭着东北大秧歌手绢舞。

这操作让赵本山看了都想改行造电机

这刚刚过去两个多月,

宇树的G1机器人一个凌空回旋踢,又要把少林寺武僧的饭碗踢没了。

以后的春晚。

前一个节目,机器人扭秧歌,

后一个节目,机器人打少林十三长拳。

都让你们包圆了。

各种机器人,扫地的,对话的,陪伴的,打拳的,走路的....一下子都出来了。

更过分的是,

有的机器人还牵着机器狗出来溜达。

连机器人都有宠物了。

机器人这么牛X,还起了大名。

具身智能(Embodied intelligence)。

仿佛叫智能机器人已经表达不了这个火出圈的“会走路的金属”的逼格。

这玩意儿,说白了就是给机器人装个“人样”的灵魂。

但灵魂这玩意最核心的地方,除了算法和代码。

还有实打实的硬件——尤其是芯片。

你以为造人形机器人是为了星辰大海?

错!

这货分明是在给全球芯片厂商指明了未来的万亿市场的芯片机遇。马老师说:10倍增长。这机器人背后是10倍增长的芯片需求。

而机器人行业的芯片,这是蓝海。

而这些主要分为三类芯片。

1:AI主控芯片

2:传感器芯片。

3:运动控制芯片。

第一大类:AI主控芯片。

现在具身智能对AI芯片算力需求,胃口越来越大。

AI主控芯片负责机器人整体控制、数据处理及AI算法加速,重构机器人“大脑”的智能层级。

这是机器人的“大脑”。

AI主控芯片集成CPU、BPU、GPU等异构架构,支持多路传感器接入(如摄像头激光雷达)及主流AI算法(如AI双目视觉、Transformer)。

似乎把目前能够有的模块全部装到里面。当然,这些里面最多的还是智能算力。

实时运动控制与环境建模。

低功耗设计,适配嵌入式系统,在机器人中实现视觉-运动协同控制。

这些智控主控SOC芯片的算力,几十Tops(int8)的算力起。

以后,达到几百甚至上千的Tops也不是不可能

就这,还是入门级别。

等到视觉,还有语音,还有大模型全加上,算力肯定还要上一个等级。

这么大的算力,功耗也不能高

毕竟,身后背着的电池受不了。

所以,智能主控芯片,必须三个特征

1:吃的少(功耗低)

2:干的多(算力强)

3:输入多:(多传感器输入及融合)

第二大类:传感器芯片。

这是构建机器人的“硅基感官系统”。

机器的人多模态感知需求驱动传感器芯片向高精度、微型化、低延迟进化。

传感芯片中,其中大类就是视觉CMOS芯片,例如CMOS图像传感器,3D视觉相机。

除了视觉,还有实时处理分布式力矩/惯性传感器数据,实现关节扭矩控制误差,例如力学感知芯片,很多内部都是高精度的ADC配置各种度量。

除此之外则是环境感知芯片,例如激光雷达,毫米波雷达,实现毫米级物体轮廓重构,支撑精准抓取。

第三大类:运动控制芯片。

这是驱动“机械肉身”的精密神经。

机器人关节与动力系统对芯片提出严苛的实时性要求:

会武术的机器人凌空而起,飞出一脚的机器人的驱动芯片硬件电流环响应时间缩短至几百ns;

有的支撑人形机器人微妙级动作调整,集成精密电流控制算法,使机械臂重复定位精度达±0.02mm。

当然,也有很多通用芯片实现控制电机、执行器,实现精准动作。

这些传统芯片包括:

FPGA现场可编程门阵列:用于伺服驱动和图像处理,具备高速并行计算能力,例如在工业机器人中优化电机控制性能并降低功耗

MCU微控制器:执行电机的位置、速度控制,单颗MCU可管理多个电机,应用于机器人的运动控制,这个精度就差一些,当然成本也低。

DSP数字信号处理器:处理高速信号,提升机器人关节响应速度和精度,常见于工业机器人。

IGBT绝缘栅双极晶体管:用于电力电子转换,控制大功率电机和变频器,是工业机器人电源系统的核心。

随着智能机器人的发展,专门的运动控制芯片也将会层出不穷。

从上可知,离了芯片,这些机器人只是一堆金属(或者碳纤维框架,取决于材质)。

在看不见的铁皮(铝皮/碳纤维皮)下面,是几十上百枚芯片,支撑着机器人的运转。

这个些“会中国功夫”的铁皮人,表面上是给春晚跳舞文艺青年,骨子里却是吃芯片长大的赛博卷王。

当钢铁之躯挥出李小龙式的回旋踢,

当少林武僧的招式被写入算法代码,

人类与机器的界限正在被芯片与电流重新定义。

芯片的算力可以堆砌出无限接近人类的动作,

却无法回答:当机器人学会扫堂腿时,人类是否正在被自己的技术“绊倒”?

那些为算力燃烧的工程师、为参数失眠的科学家,或许才是这场革命中最矛盾的“造物主”。

他们既在赋予机器灵魂,也在无意间为人类文明写下新的寓言。

未来,我们究竟是驾驭钢铁的舵手,还是被算法驯化的最后一代碳基生命?

在具身智能的狂飙年代,最值得警惕的不是机器的觉醒,而是人类在技术神话中,悄然丢失了仰望星空的野心。

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