打破国外垄断,全国产3D芯片为机器人“点睛”

  传统机器人只有手,只能在固定好的点位上完成既定操作,而新一轮人工智能技术大大推动了机器和人的协作,这也对机器人的灵活性有了更高要求。  本文引用地址:http://www.eepw.com.

  要想像人一样丈量、抓取、移动和避让物体,机械人首先需要对周边天下的距离、形状、厚薄有高精度的感知,而3D视觉芯片可以指导机械人完成上述庞大的自主动作,它相当于机械人的”眼睛”和”大脑”。
 
  克日,中科融合感知智能研究院(苏州工业园区)有限公司(以下简称中科融合)的全球首颗高精度3D-AI双引擎SOC芯片,已经在海内一家芯片代工厂进入最终流片阶段。这颗芯片将和中科融合已经进入批量的MEMS微镜3D结构光芯片,配合成为全国产高精度机械视觉的“3D之眼和脑”。
 
打破国外垄断,全国产3D芯片为机器人“点睛”
 
  从原子的物理天下到0和1的数字天下,3D视觉“感知智能”手艺是第一座桥梁。我国放量增进的工业级、消费级市场对3D芯片的刚性需求也处在发作前夕。
 
打破国外垄断,全国产3D芯片为机器人“点睛”
 
  中科融合这颗拥有全自主知识产权的MEMS感知芯片手艺和新一代低功耗3D人工智能芯片引擎手艺,填补了海内高精度3D视觉芯片的空缺,将知足3D芯片存在的伟大刚需缺口,让中国制造、物流、安防、金融,甚至医疗行业都用上国产化的“3D之眼、脑”。
 
  两颗芯片知足中国“3D之眼、脑”刚需
 
  5G的未来在于“万物互联”。与人具有五官类似,万物互联的机械必须由种种传感器实现感知。而在种种感官中,人类的“3D视觉”,提供了我们对于天下的70%以上的感官信息。在智能制造,金融平安,夹杂现实等众多新兴领域,3D视觉芯片手艺都属于焦点基础。据着名国际调研企业Yole的讲述,2023年,全球3D视觉产业将靠近200亿美元。
 
  然而,所有的高精度机械视觉系统的“3D视觉”入口都采用了美国德州仪器公司100%垄断的DLP芯片手艺(3D成像市场),作为3D动态结构光光源。已往一年,包罗疫情时代的2020第一季度,跨越数十亿的资金投入智能机械视觉领域,若是没有这颗“DLP”芯片,以上所有的机械视觉装备都市“失明”,基于这一手艺的系统投入都将付之东流。
 
  而美国NVDIA公司的GPU芯片则作为算力芯片,被普遍用于3D建模盘算和AI识别,让机械“伶俐”运转。若是没有以上两种芯片,机械就像失去视力和大脑的人一样平常“失灵”。
 
  中科融合是海内实现全国产替换DLP芯片在3D视觉领域的领头羊。据CEO、中科院苏州纳米所AI实验室主任王旭光先容,现在市场上并不存在专用于3D的AI芯片,中科融合首次实现了AI-3D双引擎集成SOC芯片,将高精度3D建模算法引擎和基于深度学习的智能引擎,同时在单颗芯片中完成。
 
  通过MEMS感知芯片(眼睛)和超低功耗专用AI处理器(大脑),实现高速度和高精度3D重构和识别,完成从三维物理天下到3D数字天下的转化。打通了自MEMS底层焦点制造工艺和驱动控制手艺,到顶层焦点架构和深度学习算法的全感知智能手艺链。
 
  而直接控制MEMS,同时整合了高精度动态结构光建模引擎和自研NPU双引擎的SOC芯片,全天下第一颗高精度3D-AI芯片,不仅成本低,单价只有外洋同类指标产物的三分之一上下,而且功耗低至毫瓦级,“插上充电宝就能跑起来”。“同样是高精度,DLP光机模组像砖头,我们的芯片模组只有大拇指巨细,体积小功耗小,这是通过手艺的代差实现的。”
 
  电子科技大学教授周军一直专注于智能感知算法与芯片协同设计,在他看来,“人工智能芯片手艺需要为 应用场景服务,中科融合以中国科学院苏州纳米所的焦点芯片手艺为基础,集成了自研的高精度MEMS微镜芯片驱动、高精度3D建模算法引擎以及基于深度学习的AI加速引擎,是全天下第一次创新性地把AI芯片和高精度3D手艺用芯片化的手段实现。”而且这枚高精度3D智能视觉芯片完全实现国产,在机械视觉、生物识别、智能家居、自动驾驶、游戏影视等众多需要3D建模和空间识别的应用场景,有广漠的应用空间。
 
  填补国产3D感知芯片空缺
 
  作为海内第一家专注于“AI+3D”自主焦点芯片手艺的科技创新型企业,中科融合的创业史可以追溯到2006年设立的中国科学院苏州纳米手艺与纳米仿生研究所。
 
  2009年,国产第一代半导体芯片手艺的先驱——中科院王守觉院士(牵头)在苏州纳米所建立高维仿生信息学实验室,为苏州纳米所播下了人工智能的种子。
 
  数年内,多位美国,日本,新加坡海归博士加入纳米所芯片专业团队,从SOI的晶圆最先,历经七年开发了包罗工艺,驱动,算法,设计和光机电整合等一系列自有知识产权工艺手艺,用王旭光的话说,“团队是从烧砖头最先盖房的”。
 
  2018年,在苏州工业园区管委会和清华启示金控的配合支持下,中科融合正式建立,驻足传感器和深度学习融合、芯片底层硬科技,助力国家实现以具有自主知识产权的MEMS微镜芯片对DLP芯片的国产替换。
 
  这是一支海内少有的跨AI芯片设计、算法和MEMS芯片工艺的综合性人才团队。90%以上为研发职员,平均芯片研发资历跨越10年。依托苏州园区顶级的MEMS芯片代工线,公司具有完整的光机电研发实验室、芯片组装超净实验室和深度学习算法实验室等完整研发条件。
 
  据王旭光先容,现在的外洋芯片大多数是低成本、低精度。在3-30万个3D点云,类似早期的数码相机的低分辨率,“而我们的国产自研芯片可以做到上百万以上的高精度3D点云,相当于直接到了高分辨率3D相机时代。加倍主要的是,在提供云云高精度的同时,可以做到和低精度相机相同的低成本、小体积。这是现在外洋的DLP芯片做不到的。”
 
  “作为产业链上游的基础层手艺厂商,我们将在5G时代,赋能具有边缘智能的3D感知装备,推动具有百亿美元规模的智能3D产业链的发作,赶超国际顶尖水平。”王旭光示意,同时,已经由几个月测试焦点3D智能相机模组及相关产物已经在多家企业的物流分拣自动机械、高精度医疗用扫描装备等导入应用,预计在2020年第三季度将陆续正式上市。

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