激活运动本能,恩智浦叩响机器人世界之门

(魏德龄/文)放眼生活周边,仿佛我们正处在一个未来机器人世界的原始汤中,甚至一些早期的生命形态已经初露端倪,扫地机器人、智能音箱、语音助手正在以有形或无形的状态在星球上现身。

然而,身处于21亿年进化史“最后一秒”的我们,却时不时迫切的希望机器人的演进能够实现跨越式的发展,超越进化本身的逻辑。例如,在2016年便有媒体报道称,“2020年会有1000万台的自动驾驶汽车”、“2021年会有20家自动驾驶汽车的企业”,但身处2023年的我们显然已经明白,当时的一切都过于乐观,很多想让机器也能“老马识途”的工程师,似乎却无法给予汽车一套如马一样生理系统。

 

没有本能的自动驾驶

如今回看最初的一些观点与设想,头顶大脑的人类在这一问题上似乎陷入了“大脑”二字所引入的陷阱。当年一个如口头禅似得观点便是:“整个汽车只需要一个大脑,再加上电机就完事了。”

而恩智浦半导体执行副总裁兼首席技术官Lars Reger当时却对上述观点给出了一个有趣的形容:“我相信把智能汽车看成轮子上的大脑,就像把人看成是穿着鞋子的大脑一样。”

这位日前再度来到中国的CTO,面对媒体时却作出了一番非传统CTO般的演讲,没有对于技术细枝末节的死板讲述,整个过程更是在看凯文·凯利的作品,充满了技术背后的哲思。

他认为自动驾驶没有如期而至的问题根结正在于没有遵循生物演进的路径,在大脑与鞋子之间,脚上的神经元会把感知的信息通过脊柱传递给脑干,小脑会迅速让腿部肌肉实现站立或行走。自动驾驶同理也需要如此,激光雷达、传感器、V2X感知的相关信息,通过如同脑干般的数据联网网关进行汇总,最终通过小脑即可迅速作出反应。

显然,每天躺在床上睡觉的人类,当年在构想自动驾驶时,却忘记思考缘何自己睡在高高的床上而不会掉下来。马之于人类而言,驰骋千里且识图而归的关键优势,除了身体结构外,也在于小脑的运动能力。

“比如金鸡独立,以及控制身体的稳定性、协调性,都是由小脑控制。用技术语言来说,这些都是实时功能或时间关键性功能。”Lars Reger表示为汽车构建反射过程至关重要,尽管以ChatGPT为代表的生成式AI已经展露才华,但其更像是大脑,这就意味着其反应并非实时,无法在应急情况下保障安全。

 

为机器激活运动本能

与常规的产品线展示方式不同,Lars Reger在媒体会现场用一个完整的脑部结构图来诠释了恩智浦的产品线。能够提升数据传输速率的以太网产品将信息汇总,以S32K、S32Z、S32R为代表的MCU、微控制器、雷达实现感知。而S32G作为MPU则可以充当小脑的作用,来迅速实现运动控制。更上一层的大脑部分则有恩智浦即将推出的5纳米制程新品。

据悉,恩智浦也是目前少数能够提供全面涵盖“小脑”与“脑干”产品的公司。这与该公司对此的前瞻性密不可分,早在2016年,恩智浦便推出了BlueBox开发平台,内部恰恰拥有与脑部相似的架构。作为汽车高性能计算开发平台,其已演进至第三代,BlueBox 具备强大的性能和功能安全特性,能够构建区域架构、高性能计算系统,分析驾驶环境,评估风险因素,然后指示自动驾驶汽车的行为。

如今这一架构设想已经应用在了汽车领域,在零跑汽车今年最新发布的电子电气架构中,恩智浦的技术正是肩负起了“小脑”与“脑干”部分的职责。其中正是利用了BlueBox中的技术,使用恩智浦S32G来负责整车、车身、网关等多控制器集成计算,又利用以太网在联网时确保功能安全。

“在ECU的数量方面,由于有一个非常清晰的脑系统架构,使得控制单元数量减少1/3。”Lars Reger表示在给车辆造“脑”方面,零跑汽车非常成功,并同时减少了物料成本。

显然,恩智浦正在为汽车赋予如同动物般的运动本能,如同一个人不小心踩到树坑中也能应激性的作出调整,再次恢复平衡状态。汽车也能在遇到障碍物或突然状况时迅速作出反应,而无需等待大脑思考后的时延。而目前所能实现的反应速度已经可以做到快于人类,恩智浦的技术可以通过在计算单元中设定轻重缓急,来对任务进行分层,进而方便“小脑”作出更快的反应。

如同从单细胞进化为遍及全球的甲壳类动物、有脊椎动物、软体动物等种类,尽管形态万千,但都经过演进的不断筛选,每种动物均拥有了一颗最适用于当下形态的脑部结构。对于构建了机器脑结构的恩智浦来说,同样对于未来机器人世界充满愿景。

 

铺垫机器“生物多样性”根基

一只昆虫可能仅仅需要小脑就能完成对于身体的控制,穿梭于花丛之中,或是多足协调并行都不成问题。而如果真赋予其一颗容量十足的大脑,只是对于能耗的白白消耗,好比人类同样会为脑容量的增加付出了相应的代价。

“我们现在希望开发出来的恩智浦芯片如同大脑,能够有极高的效率,同时确保功能适用,就像生物进化的目标一样。”Lars Reger以在天花板上常见的烟感报警器举例,不需要大规模的计算能力,但能效非常高,仅需一颗小小的纽扣电池就能维持十年以上的使用寿命。

与此同时,好比如今的生物千姿百态,但又有着一些相似的基因可循,这种进化规律同样适用于处在萌芽的机器人世界。例如,哺乳类在育儿上的优势,衍生出庞大多样的族群,而不同类型的机器装置也需要选择正确的架构,才能如同生物一般在“进化”的过程中成功。也如自我保护、疼痛感知意识一样,要有一套可信任的稳定系统,保证功能安全和信息安全。多物种背后那些相似的基因组,又是可扩展性的证明,对于技术而言同样需要可以适用于小型机器人与大型复杂机器人。

“我希望恩智浦成为大家都信赖的制造机器人先锋,我个人的梦想则是‘我是制造未来机器人的最成功CTO’。”Lars Reger专门晒出了一张自己与变形金刚的合影,他以CTO的角度看到了所有器件中的共性,同时恩智浦的技术也正走在一个构建可预测、自动化世界的轨道上。

据悉,目前恩智浦90%的客户都已经转向了新架构,涉及的范围并不仅限于汽车领域,还有制造机器人、无人机等。于此同时,恩智浦的技术还正在助力人们将钱包、车钥匙“塞”入手机,汽车与卧室预先调整好适宜的温度,传感器所提供的健康数据可以为日常饮食作出指引。“所有提到的这些技术都已实现,而不仅仅是我们的梦想。”Lars Reger自豪的表示自己不只是一个疯狂的追梦者。

当下,分析师再次给出了新的预测,到2030年全球会有750亿智能互联器件。但或许与2016年不同的是,无处不在的恩智浦芯片,走在演进之路上的合理架构,已经叩响机器人世界的大门,让预测不再只是预测。

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2023-09-28
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