服務(wù)機(jī)器人國產(chǎn)芯片：視覺、感知、交互能力大提升

在上一期服務(wù)機(jī)器人文中我們提到在國產(chǎn)服務(wù)機(jī)器人中，芯片的國產(chǎn)化率比工業(yè)機(jī)器人高出不少。在《從掃地機(jī)器人看服務(wù)類機(jī)器人國產(chǎn)芯片》這篇文章中，我們從掃地機(jī)器人切入，看了兩家在掃地機(jī)器人市場占據(jù)相當(dāng)大市場份額的國產(chǎn)芯片廠商。還有不少在服務(wù)機(jī)器人方向上大展身手的國產(chǎn)芯片廠商，國內(nèi)服務(wù)機(jī)器人的蓬勃發(fā)展離不開這些國產(chǎn)芯片的鼎力支持。

地平線

地平線在智能駕駛場景大規(guī)模應(yīng)用后開始加速構(gòu)建機(jī)器人核芯的開放生態(tài)，去年地平線和科沃斯攜手推出了業(yè)內(nèi)首款搭載人工智能專用處理器的掃地機(jī)器人，引起了不少關(guān)注。該系列的掃地機(jī)器人搭載了地平線旭日3邊緣AI芯片。

旭日3集成了地平線最先進(jìn)的伯努利2.0 架構(gòu)AI引擎BPU，這種新的BPU架構(gòu)能大大提升對CNN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的支持并顯著降低AI算法對DDR帶寬的占用率。BPU在設(shè)計(jì)過程中采取算法、計(jì)算架構(gòu)、編譯器聯(lián)合設(shè)計(jì)，使得在功耗不變的情況下，AI性能提高數(shù)倍。與其他AI芯片相比，旭日3的DDR利用率提升了大概5倍，能提供5TOPS的等效算力。AI真實(shí)性能可達(dá)到416FPS，60毫秒最低延遲以及2.5Watt超低功耗。

從終端機(jī)器的表現(xiàn)來看，機(jī)器人物體識別能力有了顯著提升，同時(shí)對環(huán)境的感知有了相當(dāng)大的飛躍，實(shí)現(xiàn)了從物體識別到空間感知的轉(zhuǎn)變。在越來越智能機(jī)器人發(fā)展道路上，可以預(yù)見的是這一類AI芯片將發(fā)揮出越來越重要的作用。

炬芯科技

炬芯科技屬于國內(nèi)最早一波做教育/家庭機(jī)器人市場的芯片廠商，因其主控芯片性價(jià)比極高在業(yè)內(nèi)有著廣泛的認(rèn)可度。其芯片在服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用上也是主攻智能語音交互，之前的ATS3505主控芯片在許多國內(nèi)教育/家庭機(jī)器人中都有應(yīng)用?，F(xiàn)在主推的是ATS3607D、ATS3609D和ATS2837。

這些芯片采用高算力的異構(gòu)雙核架構(gòu)，集成了vad模塊，內(nèi)置了大容量DDR。ATS3607D和ATS3609D是840MMHz Cortex-A5加上350MHz的CEVA X2 DSP核，ATS2837是240MHz的32位RISC加上400MHz的CEVA TL420 DSP核。

三款芯片融合了藍(lán)牙收發(fā)器，擁有豐富的基帶功能處理器和藍(lán)牙音頻配置文件，同時(shí)還集成了較高品質(zhì)的音頻編解碼器，加之適配了語音前處理算法和后處理音效算法，在智能語音交互方面能滿足各種不同場景的需求。這種低待機(jī)功耗高交互性的芯片產(chǎn)品在國內(nèi)服務(wù)機(jī)器人中很受歡迎。

肇觀電子

肇觀電子的AI視覺芯片不僅在服務(wù)機(jī)器人中，在各類需要視覺應(yīng)用的機(jī)器人中都應(yīng)用廣泛。旗下的NE-N、NE-D以及NE-V三個(gè)系列的視覺處理芯片，不僅是算力還是圖像處理能力，都賦予了許多機(jī)器人豐富的視覺感知能力。

N系列集成領(lǐng)先的ISP內(nèi)核，憑借著強(qiáng)大的CVKit 2.4 TOPS INT8 / 1.2TOPS FP16計(jì)算能力，可提供8M/4M/3M像素級別圖像和視頻采集處理能力，同時(shí)還內(nèi)置了3D降噪和HDR功能。

D系列則是針對機(jī)器人開發(fā)低功耗高性能芯片，在N163A芯片的基礎(chǔ)上增加了高性能的雙目深度視覺處理的獨(dú)立硬件CVKit VSLAM IP進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)算機(jī)視覺特征處理。集成了高精度CVKit VSLAM 和3D深度計(jì)算引擎的芯片可以大大降低機(jī)器人廠商在視覺導(dǎo)航、視覺識別上的工作難度。單從芯片性能的角度來說，D系列支持DSP和獨(dú)立CNN，最高1.2TOPS神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算能力，同時(shí)FPS/TOPS利用率屬于業(yè)內(nèi)極高水平，F(xiàn)P16無精度損失，INT8精度損失<1%。這樣的視覺處理能力無疑是足夠的，加之豐富的外圍接口更能適應(yīng)機(jī)器人廠商的開發(fā)需求。

小結(jié)

AI芯片，機(jī)器視覺芯片，智能語音芯片的快速發(fā)展，服務(wù)機(jī)器人性能和智能化程度有了明顯提升。在家庭、商業(yè)、醫(yī)療、教育領(lǐng)域，服務(wù)機(jī)器人都開始了廣泛的應(yīng)用，并獲得了不俗的市場認(rèn)可度。服務(wù)機(jī)器人正朝著感知更靈敏、運(yùn)控更精細(xì)、交互更智能的方向發(fā)展。感知、運(yùn)控和交互能力的提升依賴于上游芯片的性能提升。