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当今世界，机器人已经是现代生活中不可或缺的一部分，从日常生活中的服务机器人，到生产制造中的工业机器人、医疗领域的手术机器人等，机器人可谓是无处不在，作用也越来越大。
但随之而来的是，作为一个高度自动化的机械设备，机器人也面临着需要更加智能、更加安全的挑战。面对这些挑战，在所有机器人组成部件之中，机器人的"大脑"--机器人控制芯片起着最为关键的作用。
德州仪器（TI）作为一家全球性半导体公司，其产品在机器人控制器、机械手驱动系统、传感和视觉技术、机器人工业通信等领域都有广泛应用。为了助力机器人生产厂商打造更智能、更安全的下一代机器人，德州仪器将以往多用于汽车高级驾驶辅助系统TDA4x处理器和毫米波雷达传感器成功应用到了工业机器人之中。在今年的进博会上，德州仪器展出了这一机器人，并与媒体分享了其在机器人领域的最新技术和解决方案。
TDA4x让机器人控制器增添边缘AI功能
机器人正在向智能机器人演进，机器人的应用离不开与机器视觉、深度学习和人工智能等技术的集成。以往，这些技术和功能往往需要通过上位的工控机来实现CONTROL ENGINEERING China版权所有，机器人控制器本身只负责本身的运动控制。
德州仪器中国区技术支持总监师英在媒体分享会上表示，从计算的角度来讲，早期的装配机器人还用不上AI和深度学习的技术，只是通过输入固定的程序，让它去精准重复地完成一系列的动作。
而今天的机器人需要越来越多地加入人工智能技术控制工程网版权所有，这些人工智能就需要有一个强大的处理器，在这个处理器里需要带深度学习或者AI的功能，来识别和感知环境里面对于环境的各种参数，比如障碍物、图像外形形状、颜色等信号的分析和运算。
AI最早出现在云计算，通过把现场的数据送到云端，用服务器非常巨大的算力来完成人工智能的运算。但是在工业领域里面，当把这个数据采集好送到云端，运算完成之后再送回现场，这里的延迟是不符合大部分的工业应用的需求。所以我们需要所谓的边缘计算，相对于云计算，边缘计算就是我们把人工智能的运算放到设备的本地。
拿机械臂举例，通常会在机械臂上装一些摄像头，来对被操作物或者对周围的环境、障碍物、人的存在、行为做出一些判断，这样就需要在设备端本地完成人工智能www.cechina.cn，这就是所谓的边缘AI。
随着机器人对人工智能的要求越来越高，需要的算力也越来越大。因此，德州仪器将TDA4系列处理器引入到了机器人控制领域，不仅可以实现机器人本身的控制，而且还可以让机器人控制器本身就具有边缘AI的功能，该处理器具有8个Cortex-A72和4个R5F内核，以及高效视觉、深度学习硬件加速器和DSP，算力从1个tops，2个tops，一直到单片32tops都可以提供，能够处理丰富的图像、雷达和运动控制等数据。
德州仪器展出的TDA4x处理器
毫米波雷达让机器人更安全
安全对于机器人的重要性不言而喻，特别是现在应用越来越多的协作机器人，安全问题是头等大事。作为一个半导体公司，德州仪器在机器人安全设计方面的也提供了多种创新技术。
比如TDA4x处理器是一款可实现功能安全型单芯片机器人控制器。
同时，德州仪器还可以提供精准、高度完整性和安全的通信解决方案，TDA4系列处理器可最多提供8个TSN端口和4个PCIe以太网端口，不但可以确保机器人系统各个子系统或者各个部件之间需要高速、准确、实时的通信，而且可以和其他设备联网，甚至和云端相连。
而更为重要的是，德州仪器将毫米波雷达传感器引入了机器人领域，它可以实时检测机器人与周围人或障碍物的距离，当小于预设的安全距离时，机器人会立即停止动作，从而保障操作安全。
据师英介绍，德州仪器打造的毫米波雷达传感器，集成了拥有处理能力的60GHz至64GHz单芯片智能毫米波传感器，可以对非常细微的运动进行准确地感知CONTROL ENGINEERING China版权所有，甚至可以精准地捕捉到人呼吸时候生命体征的变化。毫米波雷达的引入可以大大提高机器人系统的安全性，当周围有障碍物或者有人、其他的一些物体移动经过的时候www.cechina.cn，它可以起到安全性的紧急保护和制动。
师英表示，目前德州仪器已经可以提供成熟且高性价比的毫米波雷达传感器，当然也还有其他的如超声波、温度、电流等各种物理量的传感器，从而来保证机器人精确、灵敏和高能效的感知。
原生AI智能、安全的达明TM5S协作机器人
利用智能控制器和毫米波雷达，德州仪器已经协助达明机器人打造出具有原生AI智能、内建视觉系统和毫米波雷达的TM5S协作机器人。
TI展台上的达明TM5S协作机器人
在本次进博会上，德州仪器就展出了这台应用了TDA4x处理器的机器人，基于高效稳定的数据处理能力，机械臂可通过视觉捕捉人的动作并做出相应模仿。TM5S的重复定位精度 达到了+/- 0.03mm，而且集成了 EtherCat 等协议，可以满足机器人各个轴之间高速的实时通信。内建视觉的特点，更是大幅度降低了系统整合，现场调试以及后期维护的的难度，让集成商和终端客户的工作变得更容易，效率更好。
在传感器方面，TM5S装载了德州仪器IWR6843毫米波雷达传感器，这是一个工作在60GHz到64GHz的单芯片智能毫米波传感器，它在60几个GHz频段的雷达毫米波的发射器和接收器，而且它是多天线的组织结构，四发三收，乃至于到毫米波信号回波进去之后的数字处理滤波，以及点云的计算都是用这一颗IWR6843这一颗芯片完成。而且这个毫米波雷达获得了TUV的IEC 61508 SIL-2的功能安全认证。
"为了让机器人变得更加聪明、更加智能，完成更多的工作，而且同时它的总体功耗、体积、易用性、安全性在各个方面有持续和进一步的提升，我们可以通过精准的电机控制、高能量效率的边缘AI处理器和精密准确的传感，以及实时、安全的通信等方面，为机器人制造商提供全面的半导体解决方案，为行业和客户所持续提供的创新和提升。" 师英最后总结道。
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