人形机器人的落地难题,竟被一顿「九宫格」火锅解开?

文章核心观点 - 当前具身智能/人形机器人在迈向大规模工业应用时面临核心瓶颈,即“大脑”(智能认知)与“小脑”(实时控制)分离的算力架构导致性能、成本与集成难题 [3][4] - 英特尔提出“大小脑融合”方案,通过集成CPU、GPU、NPU的单一SoC(酷睿Ultra处理器)统一智能与实时控制,旨在解决算力、功耗、延迟和开发复杂度问题,推动具身智能落地 [5][6] - 英特尔通过提供从硬件到软件的全栈解决方案(包括AI Edge Systems、Open Edge Software Toolkit、oneAPI、OpenVINO+IPEX-LLM、AI Suites),降低开发门槛,并坚持开放生态策略,以加速行业应用 [11][13][14][15] 行业现状与挑战 - 近期多款知名机器人演示出现故障,例如俄罗斯AI人形机器人“艾多尔”迅速摔倒,特斯拉Optimus被指反应迟缓,1X预售款演示被揭露依赖远程遥控,暴露出现实与演示的差距 [1][2][3] - 业内成熟的人形机器人多采用“大脑+小脑”架构:“大脑”负责LLM、VLM等世界建模和理解(慢系统),“小脑”负责3D定位导航、机械臂控制等实时任务,控制频率高达500Hz1000Hz(快系统)[3] - 动作生成模型、多模态感知与大模型推理叠加,使算力需求呈几何级增长,现有芯片算力(如100200 TOPS稀疏算力)仍感不足 [4] - 为满足双重需求,许多企业采用“拼凑”方案,例如用Intel酷睿跑“大脑”,NVIDIA Jetson Orin跑“小脑”,导致跨芯片通信延迟、系统协同复杂,是造成机器人精度、效率问题及端侧控制器性能瓶颈的原因之一 [4] - 算力平台不仅是技术挑战,更是经济挑战,制造业对机器人ROI(投资回报率)考核严苛,需权衡稳定性、安全性、成本、功耗等因素 [4] - 企业还希望机器人能灵活扩展或缩减,以适应产线变化,避免成为“一次性死资产”,而硬件堆叠的“两套班子”方案在开发成本、散热、功耗、价格、部署和可扩展性上难以满足要求 [4][5] 英特尔的核心解决方案:“大小脑融合” - 方案核心是使用一颗SoC(系统级芯片)将智能认知与实时控制统一到同一架构,即英特尔的酷睿Ultra处理器 [5] - 酷睿Ultra在单一封装内集成CPU、英特尔锐炫™ GPU和NPU,三者协同工作,兼顾AI推理、高性能计算与工业级实时控制 [6] - 该方案类比“九宫格火锅”,各计算单元(IP)可像菜品一样按需自由组合,满足机器人厂商的不同需求 [8] - 该设计使得原本需上云的大模型推理可直接在端侧运行,提升响应速度、隐私性和经济性 [8] - 酷睿Ultra在保持类似功耗下实现约100 TOPS的AI算力,用户通过升级CPU即可让原有产品获得AI能力,无需重构系统 [8] - GPU部分:内置GPU提供77 TOPS AI算力,专用于处理重型视觉与大模型任务,可支撑7B~13B级别VLM运行,胜任物体识别、路径规划等任务;需更强AI算力时可外接Intel Arc独显扩展 [8] - NPU部分:负责轻负载常驻AI任务(如语音唤醒、动态物体检测),保证低功耗和“零感延迟” [9] - CPU部分:凭借多年机器人运控积累和底层优化,CPU运行传统视觉算法、运动规划更快更稳,实时抖动小于20微秒,能处理平衡控制、复杂力控等对延迟极敏感的任务;CPU还加入专用AI加速指令,可分担部分原由GPU执行的AI推理与轨迹规划任务,使算力调度更灵活、能效更优 [9] - 未来规划:明年1月发布的Panther Lake(18A工艺)将进一步提升性能,图形性能最高提升50%,同等性能下功耗降低40%,AI加速力提升至180 TOPS,并支持扩展温度范围与工业级实时性,进一步推开具身智能应用边界 [9] 软件栈与生态支持 - 英特尔提供全栈软件套件,覆盖从机器人感知、学习、行动到系统调度、驱动、实时控制的完整链条,让开发者无需从零开始 [11] - 对硬件制造商(OXMs/ODMs/OEMs):提供整机级方案AI Edge Systems,打包操作系统、驱动、SDK、实时优化、BSP、EtherCAT驱动等,例如已打好Preempt-RT的BSP可让机器人快速具备“工业级心跳” [13] - 对系统软件厂商:提供Open Edge Software Toolkit,包含AI库、工具及大量OSV级优化,确保在不同平台稳定榨取芯片算力 [13] - 关键软件工具1:oneAPI:作为贯通CPU/GPU/NPU/FPGA的“算力高速路”,允许开发者写一次代码,系统自动调度和优化算力单元,打破算力“孤岛”,并支持通过接入Intel Arc扩展算力 [13] - 关键软件工具2:OpenVINO + IPEX-LLM组合:OpenVINO负责AI推理加速,对TensorFlow、PyTorch等模型进行自动压缩、量化及格式转换,并自动决定推理执行单元与负载均衡;IPEX-LLM优化大模型本地运行速度;该组合能适配不同年代和规格的边缘设备,应对工业现场复杂环境 [14] - 对行业方案开发者(ISV/SI):提供现成的行业模板AI Suites,集成抓取、导航等常见技能,可一键接入LLM、VLM、VLA等大模型,并自带参考Demo,大幅缩短从“裸机”到“能干活的机器人”的开发周期 [14] 开放生态与合作进展 - 英特尔的技术路径强调开放与弹性:同一套代码可在CPU/GPU/NPU/FPGA及Intel与Arm平台间自由切换;兼容主流AI框架与模型,不锁定库或模型;全面支持ROS2与各类开源算法库 [15] - 企业可按需自由组合从底层算力、网络到软件栈、模型框架、应用框架的各个部分,无需推翻既有系统或被单一供应商锁定,可在现有IT/OT基础上演进 [15] - 合作进展:过去几个月,英特尔已与国内数十家具身智能厂商深入合作,其中十余家已进入验证或POC(概念验证)阶段 [15]