机器人需要怎样的计算平台

机器人是复杂的机电一体化装置，综合运用了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工智能等多学科的最新研究成果。

为了将这些成果融合起来，真正形成认知、感受和行动的能力，使机器人能够理解并应对真实的世界，准确完成操作任务，其搭载的计算平台需满足多种要求，包括：

1）感知能力：具备丰富的I/O接口，支持USB3、UART、I2C等多种I/O协议，用以接收各类传感器数据。

360度全方位对周围环境进行扫描测距检测，进而获取周围环境的轮廓图。4000次/秒激光测距，在业内低成本激光雷达中测量频率最高。配合SLAMWARE定位导航模块可帮助机器人实现自主构建地图、实时路径规划与自动避开障碍物。

2）控制能力：能够控制各个运动部位，如底盘、手臂、手指和头部，完成多个维度的动作，并且具备实时性和安全性方面的保障。

对于设计任何一个控制系统来说，需要了解自己的输入、输出、控制元件，和算法。在一个简易的机器人系统里，分别对应的原件是：

输入--- 传感器（声呐，红外，摄像头，陀螺仪，加速度计，罗盘）

控制元件 --- 电机

控制算法 --- 控制板 （小到单片机，大到微机）

输出 --- 你的控制目标 （比如机器人的路径跟踪）

3）计算能力：既要应对大量数据的处理开销，更要满足各类智能算法巨大的计算需求。

与其他计算载体如CPU与GPU相比，FPGA具有高性能、低能耗以及可硬件编程的特点。每个FPGA主要由三个部分组成：输入输出逻辑，主要用于FPGA与外部其他部件，比如传感器的通信；计算逻辑部件，主要用于建造计算模块；以及可编程连接网络，主要用于连接不同的计算逻辑部件去组成一个计算器。在编程时，我们可以把计算逻辑映射到硬件上，通过调整网络连接把不同的逻辑部件连通在一起去完成一个计算任务。

功耗控制：要在满足以上能力的同时尽可能降低功耗，避免成为电池杀手。

电压等级：决定了机器人内部设备的电压适用范围。

电池容量：决定了机器人的工作时间和续航能力。

尺寸和重量：在某种程度上决定了机器人本体的尺寸和重量。

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