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，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，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，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

　　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，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，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。

　　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。