傳統(tǒng)機(jī)器人只有“手”,只能在固定好的點(diǎn)位上完成既定操作,而新一輪人工智能技術(shù)大大推動(dòng)了機(jī)器和人的協(xié)作,這也對(duì)機(jī)器人的靈活性有了更高要求。
要想像人一樣測量、抓娶移動(dòng)和避讓物體,機(jī)器人首先需要對(duì)周邊世界的距離、形狀、厚薄有高精度的感知,而3D視覺芯片可以引導(dǎo)機(jī)器人完成上述復(fù)雜的自主動(dòng)作,它相當(dāng)于機(jī)器人的”眼睛”和”大腦”。
近日,中科融合感知智能研究院(蘇州工業(yè)園區(qū))有限公司(以下簡稱中科融合)的全球首顆高精度3D-AI雙引擎SOC芯片,已經(jīng)在國內(nèi)一家芯片代工廠進(jìn)入最終流片階段。這顆芯片將和中科融合已經(jīng)進(jìn)入批量的MEMS微鏡3D結(jié)構(gòu)光芯片,共同成為全國產(chǎn)高精度機(jī)器視覺的“3D之眼和腦”。
從原子的物理世界到0和1的數(shù)字世界,3D視覺“感知智能”技術(shù)是第一座橋梁。我國放量增長的工業(yè)級(jí)、消費(fèi)級(jí)市場對(duì)3D芯片的剛性需求也處在爆發(fā)前夕。
中科融合這顆擁有全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的MEMS感知芯片技術(shù)和新一代低功耗3D人工智能芯片引擎技術(shù),填補(bǔ)了國內(nèi)高精度3D視覺芯片的空白,將滿足3D芯片存在的巨大剛需缺口,讓中國制造、物流、安防、金融,甚至醫(yī)療行業(yè)都用上國產(chǎn)化的“3D之眼、腦”。
兩顆芯片滿足中國“3D之眼、腦”剛需
5G的未來在于“萬物互聯(lián)”。與人具有五官類似,萬物互聯(lián)的機(jī)器必須由各種傳感器實(shí)現(xiàn)感知。而在各種感官中,人類的“3D視覺”,提供了我們對(duì)于世界的70%以上的感官信息。在智能制造,金融安全,混合現(xiàn)實(shí)等眾多新興領(lǐng)域,3D視覺芯片技術(shù)都屬于核心基矗據(jù)知名國際調(diào)研企業(yè)Yole的報(bào)告,2023年,全球3D視覺產(chǎn)業(yè)將接近200億美元。
然而,所有的高精度機(jī)器視覺系統(tǒng)的“3D視覺”入口都采用了美國德州儀器公司100%壟斷的DLP芯片技術(shù)(3D成像市場),作為3D動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)光光源。過去一年,包括疫情期間的2020第一季度,超過數(shù)十億的資金投入智能機(jī)器視覺領(lǐng)域,如果沒有這顆“DLP”芯片,以上所有的機(jī)器視覺設(shè)備都會(huì)“失明”,基于這一技術(shù)的系統(tǒng)投入都將付之東流。
而美國NVDIA公司的GPU芯片則作為算力芯片,被廣泛用于3D建模計(jì)算和AI識(shí)別,讓機(jī)器“聰明”運(yùn)轉(zhuǎn)。如果沒有以上兩種芯片,機(jī)器就像失去視力和大腦的人一般“失靈”。
中科融合是國內(nèi)實(shí)現(xiàn)全國產(chǎn)替代DLP芯片在3D視覺領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。據(jù)CEO、中科院蘇州納米所AI實(shí)驗(yàn)室主任王旭光介紹,目前市場上并不存在專用于3D的AI芯片,中科融合首次實(shí)現(xiàn)了AI-3D雙引擎集成SOC芯片,將高精度3D建模算法引擎和基于深度學(xué)習(xí)的智能引擎,同時(shí)在單顆芯片中完成。
通過MEMS感知芯片(眼睛)和超低功耗專用AI處理器(大腦),實(shí)現(xiàn)高速度和高精度3D重構(gòu)和識(shí)別,完成從三維物理世界到3D數(shù)字世界的轉(zhuǎn)化。打通了自MEMS底層核心制造工藝和驅(qū)動(dòng)控制技術(shù),到頂層核心架構(gòu)和深度學(xué)習(xí)算法的全感知智能技術(shù)鏈。
而直接控制MEMS,同時(shí)整合了高精度動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)光建模引擎和自研NPU雙引擎的SOC芯片,全世界第一顆高精度3D-AI芯片,不僅成本低,單價(jià)只有國外同類指標(biāo)產(chǎn)品的三分之一上下,而且功耗低至毫瓦級(jí),“插上充電寶就能跑起來”。“同樣是高精度,DLP光機(jī)模組像磚頭,我們的芯片模組只有大拇指大小,體積小功耗小,這是通過技術(shù)的代差實(shí)現(xiàn)的。”
電子科技大學(xué)教授周軍一直專注于智能感知算法與芯片協(xié)同設(shè)計(jì),在他看來,“人工智能芯片技術(shù)需要為應(yīng)用場景服務(wù),中科融合以中國科學(xué)院蘇州納米所的核心芯片技術(shù)為基礎(chǔ),集成了自研的高精度MEMS微鏡芯片驅(qū)動(dòng)、高精度3D建模算法引擎以及基于深度學(xué)習(xí)的AI加速引擎,是全世界第一次創(chuàng)新性地把AI芯片和高精度3D技術(shù)用芯片化的手段實(shí)現(xiàn)。”而且這枚高精度3D智能視覺芯片完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn),在機(jī)器視覺、生物識(shí)別、智能家居、自動(dòng)駕駛、游戲影視等眾多需要3D建模和空間識(shí)別的應(yīng)用場景,有廣闊的應(yīng)用空間。
填補(bǔ)國產(chǎn)3D感知芯片空白
作為國內(nèi)第一家專注于“AI+3D”自主核心芯片技術(shù)的科技創(chuàng)新型企業(yè),中科融合的創(chuàng)業(yè)史可以追溯到2006年設(shè)立的中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所。
2009年,國產(chǎn)第一代半導(dǎo)體芯片技術(shù)的先驅(qū)中科院王守覺院士(牽頭)在蘇州納米所成立高維仿生信息學(xué)實(shí)驗(yàn)室,為蘇州納米所播下了人工智能的種子。
數(shù)年內(nèi),多位美國,日本,新加坡海歸博士加入納米所芯片專業(yè)團(tuán)隊(duì),從SOI的晶圓開始,歷經(jīng)七年開發(fā)了包含工藝,驅(qū)動(dòng),算法,設(shè)計(jì)和光機(jī)電整合等一系列自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)工藝技術(shù),用王旭光的話說,“團(tuán)隊(duì)是從燒磚頭開始蓋房的”。
2018年,在蘇州工業(yè)園區(qū)管委會(huì)和清華啟迪金控的共同支持下,中科融合正式成立,立足傳感器和深度學(xué)習(xí)融合、芯片底層硬科技,助力國家實(shí)現(xiàn)以具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的MEMS微鏡芯片對(duì)DLP芯片的國產(chǎn)替代。
這是一支國內(nèi)少有的跨AI芯片設(shè)計(jì)、算法和MEMS芯片工藝的綜合性人才團(tuán)隊(duì)。90%以上為研發(fā)人員,平均芯片研發(fā)資歷超過10年。依托蘇州園區(qū)頂級(jí)的MEMS芯片代工線,公司具有完整的光機(jī)電研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、芯片組裝超凈實(shí)驗(yàn)室和深度學(xué)習(xí)算法實(shí)驗(yàn)室等完備研發(fā)條件。
據(jù)王旭光介紹,目前的國外芯片大多數(shù)是低成本、低精度。在3-30萬個(gè)3D點(diǎn)云,類似早期的數(shù)碼相機(jī)的低分辨率,“而我們的國產(chǎn)自研芯片可以做到上百萬以上的高精度3D點(diǎn)云,相當(dāng)于直接到了高分辨率3D相機(jī)時(shí)代。更加重要的是,在提供如此高精度的同時(shí),可以做到和低精度相機(jī)相同的低成本、小體積。這是目前國外的DLP芯片做不到的。”
“作為產(chǎn)業(yè)鏈上游的基礎(chǔ)層技術(shù)廠商,我們將在5G時(shí)代,賦能具有邊緣智能的3D感知設(shè)備,推動(dòng)具有百億美元規(guī)模的智能3D產(chǎn)業(yè)鏈的爆發(fā),趕超國際頂尖水平。”王旭光表示,同時(shí),已經(jīng)過幾個(gè)月測試核心3D智能相機(jī)模組及相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)在多家企業(yè)的物流分揀自動(dòng)機(jī)器、高精度醫(yī)療用掃描設(shè)備等導(dǎo)入應(yīng)用,預(yù)計(jì)在2020年第三季度將陸續(xù)正式上市。
責(zé)任編輯:tzh
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