Renesas: от периферийных вычислений к физическому ИИ — ставка на человекоподобных роботов

Renesas рассматривает человекоподобных роботов как следующий этап после периферийных вычислений: рынок, по оценкам, будет удваиваться ежегодно, а к 2050 году число развёрнутых роботов может достичь миллиарда. Компания выстраивает робототехническое направление вокруг четырёх областей — «мозг и управление движением», восприятие, исполнение и управление питанием — и смещает фокус с отдельных микросхем на готовые подсистемы, референсные дизайны и платформы, включая облачный сервис Renesas 365.

Человекоподобные роботы — одна из самых живых и перспективных инновационных возможностей этого столетия. Одновременные прорывы в искусственном интеллекте, встраиваемых вычислениях, сенсорике, управлении движением и энергоэффективности поднимают рыночные ожидания на новую высоту. Ожидается, что в ближайшие годы этот рынок будет удваиваться ежегодно. Долгосрочные перспективы ещё масштабнее: к 2050 году общее число развёрнутых человекоподобных роботов может достичь миллиарда.

Для Renesas это не просто рождение новой товарной категории. Находясь на пересечении нескольких ключевых технологий, компания уверена, что её бизнес в области человекоподобных роботов поможет задать направление следующего этапа развития искусственного интеллекта.

От периферийных вычислений к физическому ИИ

В последнее десятилетие технологическая отрасль в основном была сосредоточена на периферийных вычислениях: ИИ-модели приближались к конечным устройствам, что давало более быстрый отклик, меньшую задержку и постепенно снижало зависимость от облачного подключения. Человекоподобные роботы представляют следующий этап этого пути — физический ИИ.

Генеративный ИИ-чат-бот может дать неверный ответ, а рекомендательный движок — неудачный совет, но у человекоподобного робота, действующего в физическом мире, такого запаса на ошибку нет. Каждое решение имеет последствия в реальном мире: оно касается движения, манипуляций с предметами и порогов безопасности, которые должны соблюдаться при каждом взаимодействии с человеком. Робототехническая система обязана непрерывно воспринимать окружение и принимать решения и выполнять задачи с детерминированной реакцией и низкой задержкой.

Этот переход ставит серьёзные архитектурные задачи. Облачные ресурсы вполне подходят для обучения, обновлений, коллективного обучения парка машин и планирования высокого уровня, но в критических решениях, которые нужно принимать мгновенно, человекоподобный робот не может полностью полагаться на облачный «мозг». По мере переноса интеллекта на саму машину функции равновесия, движения, восприятия и безопасности должны обрабатываться локально, на периферии.

Не только процессоры

Сегодня дискуссия об ИИ в основном сосредоточена на процессорах и ускорителях. Человекоподобному роботу действительно нужны большие вычислительные ресурсы, но это лишь одно звено обширной системы. В реальном мире каждый робот должен воспринимать окружение, интерпретировать данные, управлять движением, распоряжаться энергией и безопасно, надёжно взаимодействовать с людьми и предметами.

Эта практическая потребность создаёт возможность полного стека: физический ИИ как согласованная система охватывает сенсорику, вычисления, связь, приводы, управление питанием, функциональную безопасность, программное обеспечение и инструменты разработки.

Наш накопленный опыт в промышленной автоматизации, автомобильной электронике, системах помощи водителю, платформах управления двигателями, встраиваемой обработке данных, сенсорных технологиях, решениях по управлению питанием и даже системах безопасности в цехах напрямую переносится на задачи человекоподобных роботов и точно отвечает особым требованиям физического ИИ.

Четыре области: мозг и движение, восприятие, исполнение, питание

Сложность — одна из ключевых характеристик человекоподобного робота. Чтобы справиться с такой системой, нужен структурированный подход к проектированию. Поэтому Renesas выстраивает своё направление вокруг четырёх взаимосвязанных областей: «мозг и управление движением», восприятие, исполнение и управление питанием.

«Мозг и управление движением» объединяет периферийный ИИ с детерминированным управлением в реальном времени, работающим в условиях жёстких ограничений по задержке, памяти, вычислительным ресурсам и энергопотреблению. Именно эта область даёт роботу способность интерпретировать информацию в реальном времени и координировать движения.

«Восприятие» отвечает за получение и интерпретацию информации из физического мира. Для человекоподобного робота это требует синхронного слияния данных из множества источников — систем технического зрения, инерциальных датчиков и датчиков положения, — а также согласованной работы датчиков, измеряющих усилие, прикосновение и изменения окружающей среды. Эти входные сигналы должны регистрироваться с очень высокой точностью и минимальной задержкой.

«Исполнение» превращает интеллект в реальное движение. Оно объединяет микроконтроллеры для управления двигателями, драйверы затворов, силовые приборы, контуры обратной связи и алгоритмы управления, чтобы движения робота были точными и отзывчивыми.

«Управление питанием» — ключ к эффективной и надёжной работе всё более сложных роботов. Управление батареями, преобразование энергии, системы зарядки, оптимизация теплового режима и распределённая подача питания обеспечивают непрерывную работу и автономность машины.

Renesas рассматривает эти области как взаимозависимые подсистемы, которые должны работать как единая платформа. Настоящая сложность не в решении какой-то отдельной технической задачи, а в понимании того, как эти подсистемы соединяются и взаимодействуют как целое.

Перенос опыта из промышленной робототехники

Глубокий опыт Renesas в промышленной робототехнике заложил прочную основу для точного управления движением, измерения положения и управления системами реального времени. У нас обширная экспертиза в проектировании манипуляторов и других автоматизированных систем, где требования к точности, эффективности и надёжности крайне высоки. Теперь те же строгие требования предъявляются к суставам и конечностям человекоподобных роботов.

Такой межотраслевой перенос знаний даёт Renesas заметное конкурентное преимущество: мы можем адаптировать проверенные технологии к потребностям новой робототехники, не выстраивая с нуля совершенно новый технологический стек.

От микросхем к подсистемам и платформам

Ещё одно ключевое изменение — переход от поставки отдельных полупроводниковых компонентов к предоставлению законченных робототехнических подсистем и решений платформенного уровня. Заказчикам нужны не только микросхемы, а комплексная поддержка: референсные дизайны, программные каркасы, среды разработки, инструменты моделирования и руководства по внедрению, которые снижают сложность разработки и ускоряют вывод продукта.

Сейчас Renesas наращивает инвестиции в различные подсистемы и платформы, включая антропоморфные кисти, системы управления сервоприводами, сенсорные архитектуры, высокопроизводительные решения технического зрения, комплекты для разработки роботов и услуги предварительной сертификации по безопасности. Цель — ускорить соответствие нормативам и развёртывание, помогая заказчикам быстрее переходить от оценки к внедрению. Эти шаги упрощают разработку и позволяют партнёрам сосредоточиться на собственных отличительных инновациях вместо повторного создания базовых технологий.

Одновременно мы создаём новые инструменты и среды разработки, например Renesas 365 — интеллектуальную облачную платформу для проектирования встраиваемых систем и управления их жизненным циклом. Она обеспечивает сквозной процесс проектирования, помогает уменьшить трение между командами аппаратной и программной разработки и делает путь от концепции до внедрения более гладким. Такие предварительно проверенные решения существенно ускоряют для заказчиков прохождение сертификации и развёртывание.

В этих шагах отражается более глубокое понимание Renesas того, как устроены проектирование и коммерциализация: успех в области человекоподобных роботов будет зависеть не только от того, кто создаст самый мощный процессор, а от того, сможет ли отрасль эффективно объединить множество передовых технологий в высокосогласованную систему с взаимодополняющими преимуществами.

Траектория ясна

Человекоподобные роботы пока находятся на ранней стадии развития, но траектория их эволюции уже очевидна. По мере того как ИИ переходит из цифровой среды в физический мир, сложность систем будет расти. Это не только повышает требования к передовым вычислительным архитектурам, но и требует зрелой, открытой и эффективной экосистемы разработки, способной эти архитектуры поддерживать.

Renesas рассматривает этот переход как естественное продолжение своей более широкой стратегии в области периферийных вычислений и цифровизации. Объединяя компетенции в областях «мозг и управление движением», восприятия, исполнения и управления питанием, мы помогаем заказчикам совершить переход от систем периферийных вычислений к физическому ИИ.