瑞萨丨超越芯片：人形机器人设计是一项团队运动

　　两大趋势——全球劳动力老龄化以及AI基础设施的快速演进——正在推动人形机器人市场增长，业界普遍预计该市场到2035年将保持约35%的复合年增长率。要维持这一迅猛增长势头，电子行业必须加快从智能边缘计算向物理AI的转型，使机器能够在不依赖云端的情况下实现感知并做出现实世界中的决策。

　　但这还不是全部。

　　Ivo Marocco，Vice President and Head of UX and Technical Marketing在近期博客《从智能边缘到物理AI：为何人形机器人是瑞萨的下一个机遇》结尾处曾提出一个观点：行业的未来并不取决于谁能打造出最强大的处理器，而取决于我们能在多大程度上将同类最佳技术整合进高度互补的系统之中。

　　这一现实为创新创造了巨大潜力。原因在于，成功部署机器人需要多元化工程社区的协作，将数百项相互关联的硬件与软件技术组织成智能系统。换句话说，对瑞萨而言，人形机器人市场与其说是一场半导体竞赛，不如说是构建并支持一个全新生态系统的机遇。

　　01

　　物理AI改变工程设计方式

　　传统上，嵌入式系统围绕彼此独立的工程领域进行设计，分别由不同团队负责处理器、传感、电源以及其他硬件子系统，而软件集成通常发生在开发周期的后期。

　　物理AI改变了这一方式，因为人形机器人必须持续观察周围环境，融合由数十个甚至数百个传感器采集的数据，控制复杂运动，高效管理功耗，并在毫秒级时间内做出决策。

　　在这种情况下，每个子系统都会影响其他子系统的性能。挑战不再是孤立地设计最佳组件或功能模块，而是将它们统一为一个有组织且相互依存的整体。

　　这一区别至关重要，因为随着新功能的加入，复杂性会呈指数级增长。更强大的视觉系统会影响计算需求。更多传感能力会影响功耗预算。更复杂的运动控制会改变软件架构。功能安全也不再是孤立的开发任务，而是贯穿整个设计过程。

　　02

　　生态系统正在成为产品本身

　　如今，没有任何一家企业能够独自掌握构建商用人形机器人所需的全部技术。

　　开发者依赖AI框架提供商、晶圆代工厂和半导体ODM、云平台、机器人软件开发商、系统集成商、标准组织，以及最终在真实环境中验证设计的客户。

　　对瑞萨而言，这种协作程度并不陌生。汽车行业在向电动化和软件定义汽车转型的过程中也经历了类似路程。早期讨论集中在电池、电机和ECU，但很快人们便意识到，电动汽车和软件定义汽车需要一个全新的生态系统，涵盖充电基础设施、热管理、软件、功能安全、域架构、制造以及供应链协同。只有当这一生态系统成熟之后，市场采用才得以加速。

　　人形机器人正接近类似的拐点。

　　当前的工程讨论往往聚焦于处理器或AI模型，但商业成功将取决于企业能否高效协调不断扩展的技术网络、开发合作伙伴以及设计方法论。

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　　化繁为简

　　我们的一个重要经验是，复杂性无法作为一个单一问题来解决。相反，必须将其拆解为相互关联的子系统，使工程师能够在清晰理解这些子系统最终如何交互的前提下，对其进行优化。

　　这一理念也延伸到我们的机器人设计方法之中。我们并不将人形机器人视为一个庞大的单一工程挑战，而是围绕“大脑与运动”、“感知”、“执行机构”和“电源管理”等领域来组织开发。每个领域都面临独特的技术挑战，需要专门的专业能力以及不同的优化目标。

　　接口、软件框架、开发工具和验证方法必须像硬件本身一样实现无缝协同。系统集成因此变得与组件创新同等重要。

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　　合作伙伴型供应商的演进

　　这一视角改变了我们在生态系统中的角色，使我们的首要目标转变为在整个开发过程中降低工程复杂度和协作摩擦。

　　这意味着我们不仅提供半导体解决方案，还同步提供子系统参考设计、开发套件、软件框架、功能安全资源、文档以及合作伙伴协作机制，从而加速客户开发，而不是让客户独立组装每一个要素。

　　随着项目日益复杂，客户需要相关指导，以便将传感器与执行机构相集成，将AI推理与实时控制相连接，在部署前验证硬件，并高效地从仿真转向物理实现。

　　帮助客户解决系统集成挑战，正是系统赋能创造价值的关键所在。

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　　数字化不止于软件

　　在思考如何构建瑞萨在机器人生态系统中的角色时，一个反复浮现的主题是：数字化常常被误解为仅仅代表软件平台或在线开发工具。

　　我们的观点是，数字化的核心在于贯通整个工程开发旅程。通过聚焦客户独特的用户体验(UX)，我们能够在开发的每一个阶段为客户提供更有效的支持——从发现、评估、设计和仿真，到实施、验证以及生命周期管理。

　　这一理念也推动我们持续投入子系统参考设计、集成软件环境、工程资料、合作伙伴生态系统，以及Renesas 365等基于云的开发平台。

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　　借助Renesas 365提升机器人手部灵巧性

　　客户UX的实际应用可通过这段简短的演示视频看到：我们采用系统级方法开发一款机器人灵巧手。该手部系统组合AI视觉、触觉感知和力反馈，能够识别不同物体，并根据任务自动调整抓握力度——例如以更大的力量拿起易拉罐，以较轻的力度握住纸杯，并以精细控制抓取鸡蛋。Renesas 365提供数字化框架，将硬件、软件、原理图、固件和系统逻辑整合到统一工作流中，从而在整个开发过程中保留工程上下文。

　　工程师可以远程将设计部署到目标硬件，监测处理器利用率、功耗和帧率等实时遥测数据，并在不中断整体开发流程的情况下持续迭代优化系统性能。Renesas 365并非一个独立的软件工具，而是连接虚拟设计与物理部署的桥梁，帮助开发者更高效地从概念走向可运行的机器人。

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　　更好的设计始于更好的工程体验

　　人形机器人是一个新兴市场。但已经可以明确的是，成功在很大程度上取决于我们能否有效帮助工程师应对系统复杂性。

　　在半导体行业，UX往往与软件界面或数字工具联系在一起。而对瑞萨而言，用户体验意味着让技术在整个系统生命周期中更易于发现、评估、集成、验证、部署和管理。基于这一认识，我们相信，系统赋能将成为物理AI时代的重要差异化能力。能够引领未来的企业，将是那些最善于帮助客户驾驭整个开发生态系统，并推动数百项技术实现无缝、安全协同的企业。