近年來(lái)，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(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所報(bào)告，在政策鼓勵(lì)、技術(shù)進(jìn)步與市場(chǎng)需求三大板塊的加持下，中國(guó)人形機(jī)器人到2030市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)可達(dá)379億元，銷(xiāo)量可達(dá)27萬(wàn)臺(tái)。而工業(yè)領(lǐng)域也迎來(lái)新的變革，新能源、汽車(chē)、3C電子、半導(dǎo)體等行業(yè)紛紛開(kāi)始新的機(jī)器人布局。

在具身智能技術(shù)的加持下，人形機(jī)器人或類(lèi)人形機(jī)器人有望在非結(jié)構(gòu)化、復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中執(zhí)行更靈活、更細(xì)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持技術(shù)和成本優(yōu)勢(shì)。

作為機(jī)器人市場(chǎng)的上游供應(yīng)商和重要參與者，英特爾通過(guò)投資初創(chuàng)企業(yè)、芯片產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和軟件技術(shù)棧構(gòu)建，積極推動(dòng)人形機(jī)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(zhuān)注開(kāi)發(fā)人工智能驅(qū)動(dòng)的自主通用人形機(jī)器人公司，獲得了約6.75億美元的新一輪投資，其中包括來(lái)自英特爾資本的投資。本輪融資將加速Figure人形機(jī)器人產(chǎn)品的研發(fā)，并推動(dòng)其商業(yè)化部署進(jìn)程。

目前人形機(jī)器人的控制器，通常需要大腦和小腦各自承擔(dān)不同任務(wù)，小腦負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)，大腦負(fù)責(zé)感知和規(guī)劃。大腦和小腦的一體化，不僅可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，還可以更好地實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)與同步，提升機(jī)器人在復(fù)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(shí)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(tái)的各個(gè)層面，通過(guò)英特爾 RealSense 相機(jī)、CPU、GPU和NPU的結(jié)合，推動(dòng)大腦+小腦的一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，加速人形機(jī)器人在行業(yè)中的部署落地。

英特爾 RealSense

英特爾 RealSense 技術(shù)正在改變機(jī)器人感知和與環(huán)境互動(dòng)的方式。在硬件方面，其內(nèi)置的視覺(jué)處理器能夠高效計(jì)算深度信息，提供高質(zhì)量且具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的深度相機(jī)；在軟件方面，英特爾 RealSense SDK 2.0 是一款開(kāi)源軟件，支持所有英特爾 RealSense 相機(jī)產(chǎn)品，兼容多種操作系統(tǒng)、ROS（機(jī)器人操作系統(tǒng)）和編程語(yǔ)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(jī)為機(jī)器人（包括人形機(jī)器人）提供了避障、識(shí)別物體和識(shí)別人類(lèi)的能力，已被廣泛應(yīng)用于全球數(shù)百種機(jī)器人產(chǎn)品中。憑借高分辨率成像和先進(jìn)的深度感知，英特爾 RealSense 技術(shù)正在為機(jī)器人智能和視覺(jué)設(shè)立新的標(biāo)準(zhǔn)。

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(jì)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(zhǔn)頻率的恒定頻率下運(yùn)行（高頻模式或HFM），從而提升人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制工作負(fù)載的實(shí)時(shí)性能。同時(shí)，對(duì)于非實(shí)時(shí)任務(wù)，例如人形機(jī)器人的SLAM，處理器核心能夠根據(jù)實(shí)際負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)頻率，實(shí)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(jī)器人處理環(huán)境感知、任務(wù)識(shí)別和任務(wù)規(guī)劃等復(fù)雜任務(wù)。該集成顯卡配備多達(dá)多個(gè)Xe核心以及獨(dú)立于CPU的專(zhuān)用緩存，確保AI任務(wù)的高速執(zhí)行，同時(shí)避免對(duì)CPU上實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)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(zhuān)門(mén)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)，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(lái)快速部署人形機(jī)器人工作負(fù)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(jì)算引擎協(xié)同加速邊緣AI推理+實(shí)時(shí)控制，幫助簡(jiǎn)化人形機(jī)器人系統(tǒng)復(fù)雜性，降低成本，提升整體競(jìng)爭(zhēng)力。

OpenVINO

OpenVINO 是英特爾推出的開(kāi)源工具套件，專(zhuān)為優(yōu)化邊緣端深度學(xué)習(xí)模型推理而設(shè)計(jì)，可為工作負(fù)載匹配合適的計(jì)算引擎，從而提高 AI 性能，并能夠通過(guò)跨架構(gòu)編程功能和自動(dòng)計(jì)算引擎檢測(cè)，幫助簡(jiǎn)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(jiǎn)化開(kāi)發(fā)工作。開(kāi)發(fā)者可以利用其熟悉的框架進(jìn)行深度學(xué)習(xí)模型的開(kāi)發(fā)，并通過(guò)OpenVINO 將模型高效部署在英特爾的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)上，包括 CPU、GPU、NPU 和 FPGA，從而實(shí)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(jī)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(shí)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(tái)（ECI）是一款專(zhuān)為工業(yè)自動(dòng)化控制企業(yè)設(shè)計(jì)的平臺(tái)軟件，旨在幫助快速適配英特爾新平臺(tái)并構(gòu)建實(shí)時(shí)控制基礎(chǔ)。該平臺(tái)軟件提供了實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)補(bǔ)丁。ECI還集成了英特爾開(kāi)源的類(lèi)型1虛擬化平臺(tái)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(hù)態(tài)EtherCAT主站設(shè)計(jì)參考以及多EtherCAT主站參考案例。

ECI已在工業(yè)領(lǐng)域得到驗(yàn)證，能夠顯著提升基于x86平臺(tái)的PC運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)時(shí)性，可以幫助人形機(jī)器人提高運(yùn)控的穩(wěn)定性。此外，類(lèi)型1虛擬化平臺(tái)提供了更好的系統(tǒng)隔離性，為未來(lái)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(shí)時(shí)控制負(fù)載整合的效果，我們基于英特爾 酷睿 Ultra處理器搭建了一個(gè)大語(yǔ)言模型驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂隨機(jī)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(jī)、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(tái)以及英特爾 OpenVINO提供的AI加速，實(shí)現(xiàn)了在同一芯片平臺(tái)上運(yùn)行AI任務(wù)（包括語(yǔ)音到文本的識(shí)別、LLM機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃與代碼生成、VLM圖像分割與檢測(cè)）與機(jī)械臂的實(shí)時(shí)控制任務(wù)。在確?？刂迫蝿?wù)具有確定性實(shí)時(shí)性能的同時(shí)，也最大化了人工智能負(fù)載的執(zhí)行效率。

結(jié)語(yǔ)

伴隨著具身智能以及人形機(jī)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(shí)。隨著高性能處理器、專(zhuān)用加速器和強(qiáng)大軟件平臺(tái)的不斷進(jìn)步，這些機(jī)器人將在更多場(chǎng)景中展現(xiàn)出卓越的能力。作為這一領(lǐng)域的重要推動(dòng)者之一，英特爾通過(guò)其領(lǐng)先的技術(shù)和創(chuàng)新解決方案，正在為人形機(jī)器人行業(yè)注入新的活力。未來(lái)，我們期待看到更多突破性的應(yīng)用和發(fā)展，持續(xù)推進(jìn)人工智能與控制一體化的解決方案，讓人形機(jī)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(dòng)這一技術(shù)的普及和進(jìn)步，迎接更加智能化的未來(lái)。