行动更加自如 机器人专用运动规划芯片问世

机器人技术在物理世界中自如安全地移动一直是一项挑战。工业机器人虽然强大，但其潜在的危险性不容忽视，有可能发生对人类造成重大伤害的意外。机器人视觉和智能避障系统虽然可以解决这个问题，但这会增加成本并减慢机器人的运动速度。通常，机器人只能按照预设的路径进行操作，而人类则需要时刻警惕机器人的活动范围。

来自杜克大学的机器人专家团队提出了一种创新的解决方案：添加一个高性能的定制处理器芯片，该芯片能够迅速计算出机器人应该移动的路径。这个处理器的计算速度比当前的方法快三个数量级，而功耗却仅为目前方法的二十分之一。这种处理器芯片是一种现场可编程门阵列（FPGA）。

FPGA是一种可以在制造后重新编程的处理器，可以专门处理特定的任务。虽然这种技术已经存在了几十年，但现在它被证明在处理机器人运动规划问题方面表现出色。例如，微软正在使用FPGA来提供AI云服务。

使用FPGA的机器人具有显著的优势。在过去，机器人在工作前需要花费数秒时间来规划和计算其运动路径。它们不仅需要考虑到从点A到点B的移动，还需要计算出它们在空间中所占据的三维“扫描体积”。配备了这种全新芯片的机器人几乎可以瞬间适应新环境，无需进行长时间的停顿。

这项研究团队指出，运动规划软件一直是限制机器人发展的一个重要因素。如果能够进行实时的运动规划，那么机器人将在动态、非结构化的环境中具有更大的操作能力和灵活性。这意味着机器人不仅可以在预设的路径上操作，还可以根据实时信息做出决策，以避开障碍物或适应不断变化的环境。这对于实现更高级别的机器人自主性和智能化至关重要。