近年來，具身智能技術(shù)迅速發(fā)展，在家庭、醫(yī)療、教育和工業(yè)等領(lǐng)域中展現(xiàn)出巨大的潛力和廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所報告，在政策鼓勵、技術(shù)進步與市場需求三大板塊的加持下，中國人形機器人到2030市場規(guī)模預計可達379億元，銷量可達27萬臺。而工業(yè)領(lǐng)域也迎來新的變革，新能源、汽車、3C電子、半導體等行業(yè)紛紛開始新的機器人布局。
在具身智能技術(shù)的加持下，人形機器人或類人形機器人有望在非結(jié)構(gòu)化、復雜的生產(chǎn)環(huán)境中執(zhí)行更靈活、更細致的任務(wù)，成為工人的得力助手，并幫助企業(yè)提升整體生產(chǎn)效能，從而在激烈的市場競爭中保持技術(shù)和成本優(yōu)勢。
作為機器人市場的上游供應(yīng)商和重要參與者，英特爾通過投資初創(chuàng)企業(yè)、芯片產(chǎn)品開發(fā)和軟件技術(shù)棧構(gòu)建，積極推動人形機器人技術(shù)的落地應(yīng)用。
2024年2月，F(xiàn)igure AI，這家于2022年成立專注開發(fā)人工智能驅(qū)動的自主通用人形機器人公司，獲得了約6.75億美元的新一輪投資，其中包括來自英特爾資本的投資。本輪融資將加速Figure人形機器人產(chǎn)品的研發(fā)，并推動其商業(yè)化部署進程。
目前人形機器人的控制器，通常需要大腦和小腦各自承擔不同任務(wù)，小腦負責運動，大腦負責感知和規(guī)劃。大腦和小腦的一體化，不僅可以簡化系統(tǒng)設(shè)計，還可以更好地實現(xiàn)協(xié)調(diào)與同步，提升機器人在復雜環(huán)境中的反應(yīng)速度和決策能力。英特爾致力于提供扎實的技術(shù)支持和綜合解決方案，涵蓋從硬件架構(gòu)到軟件平臺的各個層面，通過英特爾® RealSense™ 相機、CPU、GPU和NPU的結(jié)合，推動大腦+小腦的一體化系統(tǒng)設(shè)計，加速人形機器人在行業(yè)中的部署落地。
英特爾對于人形機器人方案部署規(guī)劃圖
英特爾® RealSense™
英特爾® RealSense™ 技術(shù)正在改變機器人感知和與環(huán)境互動的方式。在硬件方面，其內(nèi)置的視覺處理器能夠高效計算深度信息，提供高質(zhì)量且具有價格競爭力的深度相機;在軟件方面，英特爾® RealSense™ SDK 2.0 是一款開源軟件，支持所有英特爾® RealSense™ 相機產(chǎn)品，兼容多種操作系統(tǒng)、ROS(機器人操作系統(tǒng))和編程語言，并且易于與第三方軟件提供商的解決方案集成。這些輕量、低功耗且易于使用的深度相機為機器人(包括人形機器人)提供了避障、識別物體和識別人類的能力，已被廣泛應(yīng)用于全球數(shù)百種機器人產(chǎn)品中。憑借高分辨率成像和先進的深度感知，英特爾® RealSense™ 技術(shù)正在為機器人智能和視覺設(shè)立新的標準。
英特爾® RealSense™ D456
英特爾® 酷睿™ Ultra 處理器
英特爾® 酷睿™ Ultra系列處理器采用高能效BGA封裝技術(shù)，在相同功耗下提供比上一代產(chǎn)品更高的計算性能，加速AI+控制解決方案的部署。
● 得益于英特爾® Speed Shift技術(shù)，英特爾® 酷睿™ Ultra處理器的CPU核心可以在高于基準頻率的恒定頻率下運行(高頻模式或HFM)，從而提升人形機器人運動控制工作負載的實時性能。同時，對于非實時任務(wù)，例如人形機器人的SLAM，處理器核心能夠根據(jù)實際負載動態(tài)調(diào)節(jié)頻率，實現(xiàn)高度靈活的性能管理。
● 英特爾® 酷睿™ Ultra處理器內(nèi)置的英特爾® 銳炫™ GPU，可用于人形機器人處理環(huán)境感知、任務(wù)識別和任務(wù)規(guī)劃等復雜任務(wù)。該集成顯卡配備多達多個Xe核心以及獨立于CPU的專用緩存，確保AI任務(wù)的高速執(zhí)行，同時避免對CPU上實時運動控制任務(wù)的干擾。
● 而英特爾® 酷睿™ Ultra系列搭載的NPU模塊則作為一體化系統(tǒng)的重要組成，專門為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算和機器學習任務(wù)設(shè)計，提供出色AI算力，是低功耗AI引擎的理想之選。
利用英特爾® 酷睿™ Ultra處理器來快速部署人形機器人工作負載，P-core(性能核)、E-core(能效核)、英特爾® 銳炫™ GPU、NPU模塊及英特爾® AI Boost等眾多計算引擎協(xié)同加速邊緣AI推理+實時控制，幫助簡化人形機器人系統(tǒng)復雜性，降低成本，提升整體競爭力。
OpenVINO™
OpenVINO™ 是英特爾推出的開源工具套件，專為優(yōu)化邊緣端深度學習模型推理而設(shè)計，可為工作負載匹配合適的計算引擎，從而提高 AI 性能，并能夠通過跨架構(gòu)編程功能和自動計算引擎檢測，幫助簡化 AI 工作流程。英特爾® OpenVINO™ 還為 TensorFlow、PyTorch 和 ONNX 等主流 AI 框架提供支持和優(yōu)化，以幫助提高性能并簡化開發(fā)工作。開發(fā)者可以利用其熟悉的框架進行深度學習模型的開發(fā)，并通過OpenVINO™ 將模型高效部署在英特爾的異構(gòu)計算架構(gòu)上，包括 CPU、GPU、NPU 和 FPGA，從而實現(xiàn)最佳性能表現(xiàn)。
使用英特爾® 酷睿™ Ultra系列處理器搭載OpenVINO™ 工具套件，人形機器人應(yīng)用能夠高效地在iGPU和NPU上分布執(zhí)行環(huán)境感知和任務(wù)規(guī)劃等AI任務(wù)，從而實現(xiàn)卓越的性能表現(xiàn)。
英特爾® 工業(yè)邊緣控制系統(tǒng)(ECI)
英特爾® 工業(yè)邊緣控制平臺(ECI)是一款專為工業(yè)自動化控制企業(yè)設(shè)計的平臺軟件，旨在幫助快速適配英特爾新平臺并構(gòu)建實時控制基礎(chǔ)。該平臺軟件提供了實時性能優(yōu)化的最佳配置建議和調(diào)優(yōu)工具，支持Debian和Ubuntu系統(tǒng)的Preempt-rt和Xenomai實時補丁。ECI還集成了英特爾開源的類型1虛擬化平臺ACRN，注入了工業(yè)應(yīng)用所需的關(guān)鍵元素。在網(wǎng)絡(luò)方面，ECI提供了EtherCAT Igh的性能優(yōu)化參考、用戶態(tài)EtherCAT主站設(shè)計參考以及多EtherCAT主站參考案例。
ECI已在工業(yè)領(lǐng)域得到驗證，能夠顯著提升基于x86平臺的PC運動控制的實時性，可以幫助人形機器人提高運控的穩(wěn)定性。此外，類型1虛擬化平臺提供了更好的系統(tǒng)隔離性，為未來的大腦、小腦集成奠定了安全且牢靠的基礎(chǔ)。
一體化具身智能演示
為了展示AI與實時控制負載整合的效果，我們基于英特爾® 酷睿™ Ultra處理器搭建了一個大語言模型驅(qū)動的機械臂隨機抓取演示，目前該演示正在英特爾大灣區(qū)科技創(chuàng)新中心展出。該演示利用了英特爾® RealSense™ 相機、英特爾® 酷睿™ 的異構(gòu)架構(gòu)(CPU + iGPU + NPU)、工業(yè)邊緣控制套件(ECI)提供的軟件平臺以及英特爾® OpenVINO™ 提供的AI加速，實現(xiàn)了在同一芯片平臺上運行AI任務(wù)(包括語音到文本的識別、LLM機器人任務(wù)規(guī)劃與代碼生成、VLM圖像分割與檢測)與機械臂的實時控制任務(wù)。在確?？刂迫蝿?wù)具有確定性實時性能的同時，也最大化了人工智能負載的執(zhí)行效率。
結(jié)語
伴隨著具身智能以及人形機器人技術(shù)的飛速發(fā)展，其應(yīng)用與落地逐漸從科幻走向現(xiàn)實。隨著高性能處理器、專用加速器和強大軟件平臺的不斷進步，這些機器人將在更多場景中展現(xiàn)出卓越的能力。作為這一領(lǐng)域的重要推動者之一，英特爾通過其領(lǐng)先的技術(shù)和創(chuàng)新解決方案，正在為人形機器人行業(yè)注入新的活力。未來，我們期待看到更多突破性的應(yīng)用和發(fā)展，持續(xù)推進人工智能與控制一體化的解決方案，讓人形機器人真正融入我們的日常生活，提升我們的工作效率和生活質(zhì)量。英特爾將繼續(xù)與行業(yè)伙伴攜手，共同推動這一技術(shù)的普及和進步，迎接更加智能化的未來。
（來源：英特爾中國）
