首要原因就是缺乏真實世界中的高質量數據。和依靠互聯網數據訓練的對話機器人不同,有物理實體的機器人需要的訓練數據不僅極度匱乏,而且難以獲取,它既需要視頻數據,也需要運動軌跡、速度、角度等更多維度的數據。
此外,硬件層面也面臨挑戰(zhàn)。機器人的訓練大多在虛擬環(huán)境中進行,然而現實中的任務遠比虛擬世界復雜。比如如何抓取柔軟或易碎物體、如何控制力道、如何適應不同物理材質,這些都需要硬件與AI能力深度融合。
同時,具身智能在落地時還需面對確定性、安全性和成本控制等老問題,這些都需要慢慢積累和沉淀。工業(yè)機器人領域已積累了多年成熟的運營標準,而人形機器人目前仍處于“起步探索期”。
回顧發(fā)展歷程,在大模型出現之前,具身智能方案通過CV視覺算法、3D SLAM、MoveIt等控制庫執(zhí)行任務,計算需求與傳統(tǒng)工業(yè)機器人類似。隨著大語言模型和視覺模型(VLM)的興起,機器人具備了語言交互和環(huán)境理解能力,增強了任務泛化能力。
目前學術界和產業(yè)界正在探索“語言-視覺-動作”的端到端模型,打算用一個大模型直接驅動操作。目前這一模式已有初步探索,但仍存在挑戰(zhàn),包括訓練數據不足,在速度、精度方面都存在問題。
值得注意的是,隨著三個階段的發(fā)展,具身智能行業(yè)依賴人工設計算法的階段進入到了數據鍛造模型的階段,對于計算的需求也從CPU為主過渡到了CPU、GPU并重,甚至需要云端輔助的階段。
具身智能機器人需要異構算力,大小腦融合架構更有優(yōu)勢
英特爾專家介紹稱,如今,具身智能的主流計算架構是由大腦加小腦雙系統(tǒng)方案組成,大腦部分常用的是業(yè)界主流的GPU,而小腦部分則是以英特爾的x86 CPU為主,兩者通過網絡通信來協同工作。
這種“雙系統(tǒng)架構”雖然能滿足性能需求,但也帶來很多問題。比如,成本更高、功耗更大,體積也很難控制。同時,由于兩套系統(tǒng)間通信需依賴網絡,還存在帶寬和延遲問題。實際應用中,無論是開發(fā)還是維護都很復雜。
因此,業(yè)界迫切希望能用單系統(tǒng)架構來替代當前方案。眼下,英特爾的酷睿Ultra系列將CPU、GPU、NPU封裝在一顆SoC中,不僅有x86 CPU的實時控制能力,還提供了出色的AI算力,兩者通過共享內存來通信,延遲大大降低。
英特爾中國邊緣計算事業(yè)部行業(yè)解決方案高級總監(jiān)李巖表示,傳統(tǒng)方案中,大腦和小腦分屬不同芯片或系統(tǒng),通信和協作過程中容易產生系統(tǒng)級延遲,一些機器人甚至會因為這種延遲而摔跤,大小腦融合的方案有助于避免此類問題。
浙江人形機器人創(chuàng)新中心首席科學家、浙江大學求是特聘教授熊蓉認可英特爾具身智能大小腦融合方案的價值。她認為,作為小腦的CPU不只是簡單的運動控制單元,它還承擔了如視覺伺服等任務。如果大量數據需要從大腦傳到小腦處理,過程中產生的延遲顯然是個阻礙。
單系統(tǒng)架構不僅能有效降低整體成本,還能基于從28W到65W的多個SKU優(yōu)化功耗與續(xù)航。此外,酷睿Ultra支持更緊湊的尺寸和靈活的接口設計,為ODM廠商打造小型、高效的具身智能設備提供了很大便利。
現在有很多具身智能機器人都在使用英特爾酷?;蛘吡鑴犹幚砥鬟M行運動控制。當升級到酷睿Ultra之后,就能從傳統(tǒng)控制型機器人升級為具備交互、任務生成與操作泛化能力的智能機器人。
目前使用“雙系統(tǒng)架構”的機器人升級為酷睿Ultra之后,可以讓AI負載遷移到集顯(iGPU)上運行,在保持高性能的同時,能降低成本、功耗與系統(tǒng)復雜度。如果對AI性能又更高需求,還能通過MxM把獨顯卡焊到主板上,依然在單系統(tǒng)中完成部署。
英特爾酷睿Ultra處理器不僅性能更強,而且,它的x86軟硬件生態(tài)更為完善,用戶從舊平臺遷移而來幾乎沒有兼容性問題。隨著未來英特爾18A工藝的成熟,下一代的英特爾酷睿在能效和性能上更值得期待。
英特爾具身智能大小腦融合方案開始落地
基于英特爾酷睿Ultra處理器的強大算力,以及具身智能軟件開發(fā)套件和AI加速框架,英特爾打造了具身智能大小腦融合方案。在此基礎上,英特爾面向具身智能應用場景打造了全棧式解決方案,覆蓋從感知、決策到執(zhí)行的全鏈路能力。
這套解決方案包括視覺模組、運動控制、SLAM建圖、大模型任務規(guī)劃等關鍵能力模塊,配合優(yōu)化后的硬件,包括OpenVINO、IPEX-LLM和oneAPI以及函數庫等一整套中間件優(yōu)化與加速方案,為機器人等具身智能設備提供強大的軟硬件協同支持。
其中,硬件優(yōu)化部分發(fā)揮了英特爾的拿手好戲。通過SpeedShift和CAT緩存分配技術,以及英特爾最佳配置的Preempt-RT實時緩存機制,大大地提高了處理任務的實時性和準確性。
英特爾市場營銷集團副總裁、中國區(qū)OEM & ODM銷售事業(yè)部總經理郭威表示:“英特爾攜手生態(tài)伙伴,通過大小腦融合的方式,打造更高效、更智能的解決方案,推動具身智能向實踐應用場景的邁進?!?/p>
信步科技是中國工控主板領域的頭部企業(yè),擁有30多年技術積淀,年銷量超百萬片主板,具有年返修率突破千分之一的高品質。最近,信步科技正式發(fā)布了面向具身智能的專用開發(fā)平臺HB03,希望用它來解決具身智能領域的一些痛點。
HB03基于英特爾酷睿Ultra 200系列處理器打造,有更強的CPU和AI計算性能。同時,在保障性能和散熱的基礎上,采用了非常緊湊的設計。它針對常見的接口易松動的問題也進行了加固設計,模塊化設計也極大提高了產品的靈活性。
HB03搭載英特爾酷睿Ultra 200系列處理器,有更強的CPU和AI計算性能。整機在保證高性能與高效散熱的前提下,實現了緊湊化設計。HB03針對行業(yè)中普遍存在的接口松動問題進行了結構加固,還通過模塊化設計提升產品適應多場景的能力。
浙江人形機器人創(chuàng)新中心是一家注冊成立于2023年12月份的企業(yè),致力于開發(fā)面向行業(yè)應用、具有可泛化、高精準移動操作能力的人形機器人。通過智能算法和配套軟件,實現不同場景下的快速開發(fā)、部署、實施和應用。
浙江人形機器人創(chuàng)新中心也基于英特爾酷睿處理器,打造出“領航者2號NAVIAI”人形機器人,通過多項技術進展和突破,使其能夠在工業(yè)場景中執(zhí)行復雜任務,也可以在服務場景中完成人機交互和輔助等任務。
結束語
具身智能的熱潮之下,技術突破與商業(yè)落地正在艱難探索。英特爾提出的基于酷睿Ultra的大小腦融合架構,提供了一種應對當前計算挑戰(zhàn)的有效路徑,有望為具身智能的未來發(fā)展注入新動能,加速其從實驗室走向真實世界。