不再执着于芯片,AI芯片公司地平线转战机器人领域,能成吗?

工业圈观察 2022-06-20

机器人人工智能机器人传感器

2965 字丨阅读本文需 7 分钟

对于人工智能,想必现代大众已不陌生,部分人工智能产品已经出现在我们日常的生活之中,大众对于这一领域的认同度实际上是相当高的。随着人工智能技术日趋成熟,数字化基础设施不断完善,人工智能商业化应用也在快速实现落地,AI芯片也是其中最明显的增量。

机器人研发系统复杂、开发过程分散,就是制约机器人玩家发展的痛点。一般来说,搞研发的公司不做芯片,即使研发也仅仅是研究其中的一个模块,然后花精力将各个模块进行适配和联合优化,整个过程十分复杂。

在传统的研发流程中,从开发到成品,中间有数十上百个环节,每个环节的工作量都很多。最终导致机器人公司不仅要做很多重复性的工作,而且开发成本居高不下。

“如何破局?”是地平线机器人一直以来在思考的问题。

一、从自动驾驶到机器人,一脉相承

早在地平线创立之初,地平线创始人兼首席科学家余凯博士就说过:“我们要做的就是把深度神经网络放置在芯片中,也就是机器人的大脑芯片,实现从万物互联到万物智能。设备的联网不能等同为智能,这只是智能的开始。真正的智能是说每一辆车、每一个电器都具有环境感知、人机交互和决策控制的能力。”

所以对地平线来说,是有能力搭建一个软硬一体的机器人开发平台,并为开发者提供底层服务的。

从机器人和汽车的关系来看,机器人开发系统包括感知、计算、决策、执行等关键环节,这与智能汽车自动驾驶是相通的。

王丛说:“汽车是机器人产业最清晰、需求最旺盛的一个地方。”这也使得自动驾驶芯片成为其切入机器人市场的入口。从其命名也看出,地平线的英文名称就是Horizon Robotics。

由此可以看出,地平线的规划并不是从自动驾驶到机器人,而是从机器人到自动驾驶。

纵观国内汽车芯片行业发展,地平线已经在自动驾驶芯片领域走过了商业化落地之路,成为国内唯一实现车规级汽车智能芯片前装量产的企业,其车载芯片征程系列出货量已经突破100万片。

汽车作为机器人时代的一个重要载体,地平线在自动驾驶领域积累的技术优势可以迁移至机器人中。因此,地平线推出的通用机器人开发平台对公共的开发模块进行了优化,帮助机器人公司解决在研发过程中不擅长的部分。

二、平台化开发模式,正成为机器人公司的新选择

1、产品型公司的通病

过去,机器人开发的流程可简单复述为:

拿到芯片之后,在开发板上装开源的 ROS(机器人操作系统 ),接着在机器人上搭载不同的传感器,做适配驱动;再做传感器之间、传感器与芯片之间的调优;这些基础性工作完成后,还要开发算法,才能实现功能,整个链条非常长,有许多重复性的工作。

王丛认为,出现上述现象的原因有两个:

一是业内机器人种类多,没有形成完全统一的标准;二是研发系统复杂,芯片、传感器、电机模块、操作系统、算法等融合并不容易,个别公司具备一体化设计的能力,但没有做芯片的经验;而更多的公司无法独立完成设计,很难把各模块之间的联合优化做好。

这些问题综合在一起,便会导致机器人行业的一个普遍现象:高昂的研发成本和制造成本,与产品价值的不匹配。

机器人硬件成本很高,一个高精度的机械臂要十几万,高精度的 3d 相机上千,芯片也不便宜;而在软件方面,数据标注、算法开发以及 GPU 训练的成本也不可忽视。

" 如果不计投入,企业花了大量的人力物力财力去开发机器人,高昂的成本必然导致成品价格高,在机器人市场还没有完全爆发的前提下,价格需求弹性大。客户只能望而却步。" 王丛表示。

实际上,这些重复劳动是可以避免的:从流程上削减研发成本、减少重复造轮子,即平台化开发模式。

所谓平台化开发,是把机器人开发涉及的芯片、操作系统、算法等核心环节做成模块,把公共开发模块提前优化好,以减少开发者的重复工作。

" 芯片厂商无疑是最合适做机器人开发平台的角色,因为芯片的连接作用很强。" 王丛表示,智能机器人需要算力强、算法丰富的芯片,才可以开发出更多功能,像芯片与传感器之间的调优之类的工作,都是在 SOC 上做开发,涉及到芯片底层,只能由芯片公司来搞。

产品公司搞不定,主要有两个原因 :

1、芯片是技术、资金密集型产业,产品型公司的研发投入是有限的,本身很难支撑起造芯的高投入;

2、在芯片上集成算法、芯片与传感器之间的联合优化,涉及到芯片的底层技术,产品型公司不懂也不会做。

机器人产业链上的其他公司搞平台,都只能解决少数环节存在的问题,而芯片公司基于其连接的定位与作用,能同时对传感器、操作系统、算法厂商等提供赋能,可以从整个开发流程上来削减成本。

这也是地平线做机器人开发平台的原因:智能机器人所需要的环境感知、人际交互、控制决策等功能都要通过具备算力的芯片来计算、执行,这与自动驾驶芯片在底层逻辑上是相通的。

在平台化开发模式下,芯片供应商不再提供单一算力的芯片,而把相应的算法适配、传感器适配的底层逻辑打通,转变成芯片服务商的角色,将基础性工作模块化,为开发者解决与芯片相关的问题;产品型公司根据市场需求在平台上开发功能;二者通过分工合作,来解决以往机器人开发存在的问题。

三、以开放、开源为核心,构建机器人开发生态

事实上,地平线在AIoT领域的探索已经持续多年,从2017年开始,地平线就与合作伙伴开展了各类合作。如维海德的智能会议产品、小度添添智能健身镜、TCL智能电视X12等。这些产品都集成了地平线针对于机器人研发的芯片、算法等,因为不同客户的需求会存在差异,因此地平线也会为其提供多种组合的解决方案。

王丛认为,现在市场和技术已经发展到了成熟期,地平线在机器人行业的决心和投入也更加清晰,而地平线和客户的合作模式也是非常开放的。

对于已经形成一定规模算法团队的客户,地平线会为其提供技术指导,能够省去客户验证、测试等步骤,快速找到神经网络、算法架构等的最优选项。其次,不具备算法研发能力的客户,地平线会为他们提供一个完整的算法。最后,如果客户对于产品有二次迭代需求,他们也会采取为其提供半成品解决方案的灵活方式。

机器人研发过程中,客户往往会面临操作系统、传感器在适配优化以及算法评测时,会需要耗费大量人力、财力的难题,地平线推出的通用机器人开发平台将机器人开发的核心环节形成一个模块,就可以帮助机器人玩家减少重复性工作,将更多研发投入到机器人核心技术上。

在地平线与科沃斯的合作中,我们可以看到,科沃斯地宝X1扫拖机器人搭载了地平线旭日3芯片,基于地平线旭日3芯片,科沃斯扫拖机器人将物体感知的种类从5种提升到15种,具备高度识别、光流速度、景深测距以及可行驶区域感知能力,实现了从物体识别到空间感知的转变,并将感知速度提升了4倍。

科沃斯地宝X1扫拖机器人还可以建立三维地图,能进一步提升扫拖机器人的智能化程度。科沃斯机器人产品规划部总监刘彬彬说:“科沃斯地宝X1开启了家用服务机器人3.0时代。”

对合作伙伴来说,除了直接应用地平线的芯片之外,还会基于芯片进行更深入的开发。基于旭日X3派和机器人开发平台,本末科技打造了国内首个AI轮足机器人开发平台刑天。

机器人关节研发商本末科技在传感器、驱动器、电机本体领域的技术优势在于,其直驱方案可以让机器人在不需要减速器的情况下,服务于特定场景。本末科技CEO张笛说:“本末为轮足机器人提供了直驱等技术,这相当于机器人的小脑,而与地平线的合作则使其拥有了大脑,大脑能够很好地与小脑产生交互,教小脑做事。”

他补充道,在机器人的“大脑”这一侧,他们之前选择一些海外知名厂商的产品,但实际使用过程中,尤其涉及到在软件底层,大脑和小脑实现更好的交互时,往往会出现难以响应的问题,摆在他们面前唯一的解决办法,就是找到在软硬件生态上都是自主开发,依托于诞生于国内软件生态上的机器人开发平台合作。

现在,依托于地平线机器人开发平台,他们可以加快机器人产品的成型,并快速形成行业应用。

通用机器人开发平台到细分场景下开发平台的跨越,都能为机器人行业的发展提供助力。

此外,地平线的还会为合作伙伴提供算力、算法方面的赋能。机器人视觉解决方案提供商舜宇智能光学,依托地平线旭日3,在针对MPI(多径干扰)的3大传统场景处理上,仅消耗BPU单核50%的资源,在机器人视觉领域得到了性能优化。

主要来源:财讯网,雷锋网,芯东西

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