2024年12月18日，在第二屆具身智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上，國(guó)訊芯微科技有限公司創(chuàng)始人方婷婷向現(xiàn)場(chǎng)嘉賓分享了“靈軀慧控，踐夢(mèng)星河——具身智能控制系統(tǒng)的發(fā)展與落地”的主題報(bào)告。

國(guó)訊芯微是一家聚焦工業(yè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及工業(yè)軟PLC的技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品化研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的高科技企業(yè)，致力于為智能制造輸出自主化可控核心技術(shù)產(chǎn)品。公司基于ARM體系芯片平臺(tái)研發(fā)自主化NOM系列產(chǎn)品，并結(jié)合自主研發(fā)的工業(yè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)NECRO和NECRO SUPER STUDIO自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的控制系統(tǒng)平臺(tái)產(chǎn)品，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化控制系統(tǒng)、自動(dòng)化開發(fā)工具和完整的自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)控制解決方案。

目前，公司前沿解決方案支持人形機(jī)器人、特種機(jī)器人、無人車、無人機(jī)等多種終端，廣泛應(yīng)用于制造、物流、半導(dǎo)體等多個(gè)領(lǐng)域。在具身制造場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)了多傳感器和執(zhí)行器的協(xié)同工作，提升了生產(chǎn)自動(dòng)化水平。同時(shí)還在磁懸浮高速線上實(shí)現(xiàn)了柔性制造，展示了系統(tǒng)的高度靈活性和適應(yīng)性。未來我們將持續(xù)深化與生態(tài)伙伴的合作，推動(dòng)智能控制系統(tǒng)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用，共同探索海陸空全方位的智能化解決方案。

國(guó)訊芯微科技有限公司創(chuàng)始人

以下為演講內(nèi)容整理:

我們認(rèn)為，具身指的是依附于真實(shí)世界的物理實(shí)體，類似于人或者動(dòng)物需要一個(gè)肉體，去認(rèn)識(shí)世界、探索世界，并通過與環(huán)境的交互去影響世界；智能指的是需要具備感知、認(rèn)知、推理、決策、持續(xù)迭代的能力。

人形機(jī)器人只是具身智能的一種形態(tài)，也可能是終極形態(tài)，但除此之外，能在家庭中行駛并與人簡(jiǎn)單交互的寵物機(jī)器人、比如 L4 自動(dòng)駕駛，本質(zhì)上都同時(shí)具備具身和智能兩種屬性，因此自動(dòng)駕駛是最早落地的一個(gè)很典型的路面具身智能體。

圖源:演講嘉賓素材

相關(guān)報(bào)告預(yù)測(cè)，2032年全球人工智能機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到824.7億美元左右，2023年至2032年復(fù)合年增長(zhǎng)率為21.50%。

關(guān)于當(dāng)前具身智能面臨的痛點(diǎn)，問題種類繁多，且各廠商所遭遇的挑戰(zhàn)亦十分多樣。以傳感器制造商為例，當(dāng)前市場(chǎng)上的傳感器種類繁多，涵蓋了各種通訊方式、接口標(biāo)準(zhǔn)、形態(tài)設(shè)計(jì)及應(yīng)用場(chǎng)景，均試圖融入人形機(jī)器人的構(gòu)建中，如攝像頭、雷達(dá)等。然而，這其中蘊(yùn)含著諸多關(guān)鍵問題。盡管各傳感器制造商在其細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)的精度、扭矩等方面均表現(xiàn)出色，但由于通訊手段的差異，數(shù)據(jù)接入的精確度也各不相同。因此，對(duì)于所有數(shù)據(jù)的同步一致性，以及建模所需的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)而言，均顯得尤為薄弱。實(shí)際上，當(dāng)前缺乏一個(gè)能夠同步高質(zhì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)框架。

傳感器的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)參差不齊，缺乏全面的物理數(shù)據(jù)支持，無法實(shí)現(xiàn)多模態(tài)感知的全面性。同樣，仿真技術(shù)也面臨數(shù)據(jù)缺失的困境，缺乏數(shù)據(jù)則無法進(jìn)行建模。建模過程不僅依賴于虛擬數(shù)據(jù)和合成數(shù)據(jù)，更需要物理數(shù)據(jù)的支撐，以便更好地應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)景。在模型訓(xùn)練方面，由于高質(zhì)量數(shù)據(jù)集的缺乏，當(dāng)前資源處理完全依賴于云端，而云端的冗余負(fù)擔(dān)極為龐大且繁重。此外，當(dāng)前的執(zhí)行器與傳感器在諸多方面存在相似性。制造商眾多，通訊方式多樣，但效率、執(zhí)行速度及執(zhí)行精確度均存在差異。

國(guó)訊芯微始終致力于針對(duì)行業(yè)痛點(diǎn)進(jìn)行深入研發(fā)與創(chuàng)新，從用戶視角出發(fā)，精準(zhǔn)把握市場(chǎng)需求與產(chǎn)品導(dǎo)向。我們今年發(fā)布了一款通用具身智能操作系統(tǒng)，NECRO白澤，該操作系統(tǒng)旨在為智能設(shè)備提供一個(gè)統(tǒng)一化的軟件平臺(tái)，全面支持各類上層應(yīng)用的運(yùn)行，以及系統(tǒng)指令集的管理、調(diào)度與任務(wù)處理。

NECRO白澤的主要特性在于，自主硬實(shí)時(shí)性、微秒級(jí)的操作系統(tǒng)抖動(dòng)控制、納秒級(jí)的中斷響應(yīng)速度，以及高效的優(yōu)先級(jí)調(diào)度與同步機(jī)制。原先基于Linux開源系統(tǒng)或X86架構(gòu)上的資源，均可直接在該平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接與高效利用。我們已完成了大量的跨平臺(tái)支持工作，確保系統(tǒng)的廣泛兼容性與應(yīng)用便利性。

圖源:演講嘉賓素材

此外，NECRO白澤還創(chuàng)新性地推出了同步多主站功能。目前，行業(yè)內(nèi)已有部分廠商開始重視節(jié)拍控制的重要性。而國(guó)訊芯微作為全球唯一一家能夠支持多主站同步，且精度可達(dá)納秒級(jí)的廠商，我們的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了最小控制周期抖動(dòng)僅為125微秒的卓越性能。

眾多終端設(shè)備制造商目前所面臨的數(shù)據(jù)處理量，尤其是關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)量，尚不算龐大。然而，隨著多模態(tài)傳感器的全面接入，以及全身關(guān)節(jié)、靈巧手及足部的全面融入，其所需處理的數(shù)據(jù)量將急劇增加。對(duì)此，我們能夠在單一SOC中實(shí)現(xiàn)大腦與小腦功能端到端整合。

在操作系統(tǒng)上，我們研發(fā)了一套加速算法。無論是人形機(jī)器人還是具身智能設(shè)備，其內(nèi)部運(yùn)行的大量應(yīng)用均涉及矩陣加速運(yùn)算。我們采用了一顆英偉達(dá)的SOC，并配備了275 TOPS的GPU算力。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)接入攝像頭等傳感器或運(yùn)行運(yùn)動(dòng)算法時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致算力資源迅速耗盡，資源消耗極為龐大。而我們的星速NMA矩陣加速算法，能夠?qū)崿F(xiàn)60至150倍的算力提升，有效應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。

我們同時(shí)提供了全面的具身應(yīng)用庫(kù)支持，該操作系統(tǒng)上的庫(kù)資源極為豐富，構(gòu)成了一套完整的具身開發(fā)全家桶，涵蓋了具身開發(fā)中常用的各項(xiàng)功能。此外，我們還支持在X86平臺(tái)上跨運(yùn)行的OCS2，這一動(dòng)力學(xué)仿真工具在足式機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，同樣可在我們的平臺(tái)上順暢運(yùn)行。截至目前，我們的應(yīng)用庫(kù)已包含約400多種工具與庫(kù)資源，其中不僅涵蓋了具身智能領(lǐng)域的常用工具，還包含了智能制造領(lǐng)域的常用庫(kù)資源。

在操作系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)中，上層為主要應(yīng)用開發(fā)層，提供了一系列常用的工具集。在制造領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)控制中，我們整合了視覺、顯示與運(yùn)動(dòng)控制的三位一體功能等，此類功能豐富多樣，極大地提升了開發(fā)的便捷性。在中間層，我們支持的協(xié)議棧同樣眾多，且均為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，確保了系統(tǒng)的兼容性與穩(wěn)定性。

今年我們家推出了一款基于芯片級(jí)的硬件統(tǒng)一化產(chǎn)品——NSPIC-R006NP+。該產(chǎn)品是在約30家人形機(jī)器人本體制造商的共同參與下，根據(jù)聯(lián)合定義的需求而研發(fā)的。它提供了兩種安裝方式，懸掛安裝和耳片式安裝，通常被置于人形機(jī)器人的胸腔內(nèi)部，并大多在胸腔后側(cè)配備一個(gè)電池包。

這一產(chǎn)品的尺寸為170 x 120 x 77mm，并已有多家客戶實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)提貨。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，我們充分考慮了散熱與風(fēng)冷性能，確保平均無故障時(shí)間可達(dá)10萬小時(shí)以上。該產(chǎn)品支持A78E 12核處理器，其算力能力可類比于Intel的i9處理器，同時(shí)支持5路多主站的同步操作，最大增力頻率可達(dá)8K赫茲，并配備了豐富的CAN和RS485接口。

NSPIC-R006NP+還支持全GMSL視覺系統(tǒng)，能夠同步實(shí)錄深度相機(jī)和RGB相機(jī)的數(shù)據(jù)。其算力高達(dá)275TOPS，目前已有客戶在其上運(yùn)行7B至13B不等的模型，具體算力需求根據(jù)各模型的特點(diǎn)而定。此外，該產(chǎn)品能夠高速、高精度地采集各類傳感器和執(zhí)行器的數(shù)據(jù)，并在我們的操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間片下的DC同步，確?？刂频耐叫?。

今年以來，我們一直致力于適配工作的推進(jìn)，不僅僅局限于操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件的適配，更涵蓋了硬件零部件的適配。作為人形機(jī)器人或具身智能的控制器系統(tǒng)，我們深知與各類零部件制造商進(jìn)行深入適配與連接的重要性，無論是傳感器、關(guān)節(jié)還是執(zhí)行器，唯有實(shí)現(xiàn)全面打通，方能確?？蛻艏床杉从?，無縫集成。

我們的適配工作聚焦于器件一體化與通訊一體化。在國(guó)訊芯微的具身人形融合爆炸圖中，我們適配的種類繁多，包括情緒表達(dá)模塊、語(yǔ)音語(yǔ)義處理模塊、GMSL深度與高清視覺模塊、高精度IMU、MID 360度全景相機(jī)、諧波關(guān)節(jié)、行星關(guān)節(jié)、多指靈巧手、伺服驅(qū)動(dòng)器、六維力傳感器等。此外，我們還適配了慣性捕捉等模仿學(xué)習(xí)套件，鑒于模仿學(xué)習(xí)需將數(shù)據(jù)傳輸至云端進(jìn)行高質(zhì)量處理，我們?cè)诖诉^程中提供了一層數(shù)據(jù)優(yōu)化服務(wù)，以確保數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)與高效。

我們的操作系統(tǒng)支持超過400種工業(yè)級(jí)應(yīng)用功能，幾乎囊括了具身智能領(lǐng)域所需的所有工具。在具身零部件方面，我們已與約100多家廠商建立了合作關(guān)系。在與這些廠商的合作過程中，我們會(huì)對(duì)零部件進(jìn)行詳盡的功能測(cè)試和性能測(cè)試，以確保其質(zhì)量和兼容性。此外，我們還要求通過為期三個(gè)月的穩(wěn)定性測(cè)試。

我們還與仿真技術(shù)和通用大模型領(lǐng)域的企業(yè)展開了廣泛的合作。鑒于未來數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與模型建立的復(fù)雜性，以及通用化技術(shù)平臺(tái)構(gòu)建的高成本，我們致力于將這些平臺(tái)打造為通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案?？蛻艨梢灾苯邮褂眠@些平臺(tái)，進(jìn)行快速調(diào)試和優(yōu)化，從而大幅降低開發(fā)成本，提高開發(fā)效率。

基于該硬件平臺(tái)，我們打造了一個(gè)完整的具身端到端基座解決方案。在業(yè)內(nèi)，我們真正實(shí)現(xiàn)了從感知到?jīng)Q策再到執(zhí)行的技術(shù)閉環(huán)，在具身端實(shí)現(xiàn)了端到端的一體化，并與云端實(shí)現(xiàn)了互通互聯(lián)，通過API接口實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接。

據(jù)客戶反饋，采用我們的解決方案后，他們的研發(fā)周期得到了顯著提升，提升幅度達(dá)到5倍以上；同時(shí)，系統(tǒng)性能也實(shí)現(xiàn)了20倍以上的提升；綜合成本則降低了約30%。

在面向的行業(yè)終端方面，我們涵蓋了40多種具身終端類型，主要聚焦于具身人形、特種應(yīng)用、無人系統(tǒng)和具身制造領(lǐng)域等核心賽道。這些終端應(yīng)用廣泛，涵蓋了從挖煤、無人送貨到生產(chǎn)制造等多種場(chǎng)景，種類豐富多樣。

我們的控制系統(tǒng)在輪式人形機(jī)器人通訊及應(yīng)用接口方面的解決方案中，通過我們的操作系統(tǒng)及其配套工具，用戶可以迅速實(shí)現(xiàn)各類通訊的接入與整合，并高效處理各類復(fù)雜的傳感器數(shù)據(jù)。

具身復(fù)合機(jī)器人這一領(lǐng)域以往在工業(yè)應(yīng)用中頗為典型，傳統(tǒng)做法往往需要配置多個(gè)控制器，并依賴一個(gè)總控系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)與配置。而我們提供的解決方案，則僅需一個(gè)控制器即可替代這些復(fù)雜的配置。

目前，已有客戶開始嘗試將制造過程中的各類工作站進(jìn)行打通與整合，如協(xié)作臂與工業(yè)臂的協(xié)同作業(yè)、3D攝像頭的應(yīng)用，以及傳輸與上下料系統(tǒng)的集成等，均采用具身化的方式進(jìn)行?，F(xiàn)場(chǎng)不僅涉及建模與仿真，還涉及數(shù)據(jù)補(bǔ)償?shù)炔襟E，以逐步提升其自主化作業(yè)能力。

圖源:演講嘉賓素材

目前，我們的客戶群體涵蓋了海、陸、空領(lǐng)域，我們期待未來能攜手各界，共同征服這一廣闊的市場(chǎng)。

科技有限公司創(chuàng)始人方婷婷于2024年12月18日在第二屆具身智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇發(fā)表的《靈軀慧控，踐夢(mèng)星河——具身智能控制系統(tǒng)的發(fā)展與落地》主題演講。)

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