双足人形机器人是具身智能技术的集大成者,其仿人形态使其能够无缝适配人类工作环境,在工业生产、商业服务、特种作业等领域具有广阔的应用前景。然而,双足构型带来的动态平衡挑战,使其对核心控制系统的要求远高于其他形态的机器人——需要在毫秒级时间内完成感知、决策、控制的全链路闭环。

某国内头部双足人形机器人研发制造商,在为其新一代全尺寸双足人形机器人升级核心控制系统时,面临以下挑战:


1. 极致AI算力需求:双足人形机器人需在边缘端实时运行多模态大模型,完成环境感知、语义理解、任务规划等复杂AI任务,要求控制器具备千TOPS级AI算力

2. 多路高清视频同步采集:机器人需搭载多个高清摄像头实现360度环境感知,要求控制器支持多路GMSL2相机接口并具备GNSS授时同步功能;

3. 高速网络与实时工业通信并存:既需要万兆级网络实现大数据回传与大模型训练数据提取,又需要支持EtherCAT工业实时以太网协议以驱动机器人全身关节电机;

4. 大小脑一体化的实时控制:双足行走要求运动控制周期极短,传统“大小脑分离”架构的通信延迟难以满足高动态双足行走的实时性要求,亟需算控一体的融合架构;

5. 丰富的工业通信接口:需同时对接关节伺服电机、力传感器、IMU、激光雷达等多类设备,要求控制器具备多路CAN FD、串口、GPIO等丰富接口;

6. 高动态作业的抗振可靠性:双足人形机器人在奔跑、跳跃、舞蹈等高动态动作中承受高强度振动与冲击,要求控制器具备卓越的抗振设计接口锁紧结构

解决方案

经过多轮选型与严苛实测验证,客户最终选用旗舰级具身智能控制器TER40J-A6作为其新一代双足人形机器人的核心控制平台。该方案具备以下核心优势:


1. 2070 TFLOPS算力,大小脑一体承载

TER40J-A6搭载NVIDIA Jetson Thor T5000核心模组,AI算力最高可达2070 TFLOPS(FP4-稀疏)。相比Jetson AGX Orin平台有了质的飞跃——CPU核心数更多,CPU算力约为之前的两到三倍。这一算力水平使得双足人形机器人可以在边缘端实时运行大规模视觉语言模型、多模态感知模型和复杂任务规划算法,真正实现从“感知”到“决策”的端到端智能处理。

2. 8路GMSL2相机接口,构建全景感知

TER40J-A6标配8个GMSL2相机接口,并支持GNSS授时同步。8路相机接口可直接接入多路高清摄像头,实现双足人形机器人360度无死角环境感知。GNSS授时同步功能确保多路图像帧精准对齐,为SLAM建图、目标追踪、动态避障等核心功能提供高质量数据支撑。

3. 算控一体架构,告别“大小脑分离”

TER40J-A6搭载Jetson Thor平台,定位为旗舰级具身智能大小脑一体化控制器。它不仅能承担AI感知与决策的“大脑”功能,还能凭借丰富的工业通信接口兼顾实时运动控制的“小脑”职责,真正做到“大小脑合一”。这一架构从根本上消除了传统“大脑+小脑”分离方案中因通信延迟导致的控制滞后问题,为双足行走的高动态实时控制提供了坚实的硬件基础。

4. 工业通信全面升级,满足多设备接入

TER40J-A6面向双足人形机器人场景进行了全面的接口升级:

● 2个10GbE万兆网口 + 4个独立千兆网口(其中部分千兆网口支持EtherCAT协议):万兆网口便于快速提取大模型训练数据,为AI算法的持续迭代优化提供高质量素材;千兆网口可分别用于关节伺服通信、激光雷达接入与后台通信,实现数据分流不拥堵;

● 4路CAN FD:直接对接双足人形机器人的关节伺服电机驱动系统,实现多轴高精度同步控制;

● 2个RS232/RS485:稳定连接力传感器、IMU等外设;

● 16路GPIO:便于扩展报警输出、状态指示等执行接口;

● 额外提供I2C、SPI、TTL、PPS_IN、2路PWM等接口,满足深度定制需求;

● 3个USB 10Gbps + 1个USB 5Gbps ,可连接高速存储、工业相机、语音模块、雷达、力感传感器等设备;

● 1个HDMI显示接口,便于本地调试与可视化。

5. 全接口抗振设计,胜任高动态作业

双足人形机器人在奔跑、跳跃、舞蹈等高动态动作中,控制器承受着持续的高强度振动与冲击。

TER40J-A6在接口抗振方面进行了全链路系统化设计:

● GMSL相机接口自带卡扣锁紧结构,确保多路高清相机在剧烈运动中连接稳固;

● 网络接口采用Mini I/O形态,同样具备锁扣设计,相比传统RJ45拥有更优异的抗振性能;

● USB接口周边预留螺丝固定孔,可通过固定线材进一步加固。整套接口方案确保控制器能够稳定支撑机器人完成跳舞、翻跟头等各类高动态、高冲击的复杂动作。

6. 无线扩展与工业级可靠性

TER40J-A6支持M.2 Key-M插槽扩展NVMe SSD,M.2 Key-B插槽扩展4G/5G模块,以及M.2 Key-E插槽扩展WiFi/BT模块。侧面预留了调试接口、烧录接口和SIM卡槽,维护升级非常便捷。整机尺寸仅为168.2×130×72.6mm,采用智能风扇主动散热,支持12~28V直流宽压供电,工作温度可达-20~50℃,存储温度-40~80℃,并经过严格的抗振动及抗冲击测试。


方案价值

通过引入旗舰级具身智能控制器TER40J-A6,该双足人形机器人研发制造商成功实现了:

● 算力瓶颈全面突破:2070 TFLOPS超高AI算力使多模态大模型可在边缘端实时运行,环境感知、语义理解、任务规划等高级智能的响应速度较传统方案实现质的飞跃,为双足人形机器人从“能走”向“能思考、能决策”演进提供了充沛的算力底座。

● 大小脑合一,控制延迟归零:Jetson Thor平台的算控一体架构彻底消除了传统“大脑+小脑”分离方案的通信延迟,双足行走的运动控制指令可在纳秒级时间内完成从感知到执行的闭环,行走稳定性与动态响应速度大幅提升。

● 全景感知无死角:8路GMSL2相机接口配合GNSS授时同步,实现多路高清图像精准采集与时间对齐,机器人360度环境感知能力覆盖复杂地形识别、动态避障、目标追踪等多样化场景需求。

● 高速通信与实时控制兼顾:2×10GbE万兆网口保障高清视频与感知数据高速汇聚,便于快速提取大模型训练数据,为AI算法的持续迭代优化提供高质量素材;4×GbE千兆网口支持EtherCAT协议,实现微秒级关节电机实时控制。

● 全接口抗振保障高动态作业:GMSL接口卡扣锁紧、Mini I/O网口锁扣设计、USB螺丝固定孔等多重抗振措施,确保控制器在奔跑、跳跃、舞蹈等高动态动作中持续稳定运行,彻底解决了传统方案中因振动导致接口松动、信号瞬断的顽疾。

● 多设备一机集成,系统架构大幅简化:4×CAN FD、2×RS232/485、16×GPIO、I2C/SPI/PPS等丰富接口,实现关节伺服、力传感器、IMU、激光雷达、高清相机等设备的一机接入,无需额外扩展模块即可完成全系统部署,显著降低了系统集成复杂度与BOM成本。

在工信部与国资委联合启动人形机器人与具身智能实景实训专项行动、七部门部署创新任务揭榜挂帅工作、人形机器人产量预计突破10万台的政策与产业双重风口下,双足人形机器人正从“能走起来”加速迈向“能跑起来、能跳起来、能干起来”的规模化落地新阶段。而支撑这一切的,是一颗足够强大、足够敏捷、足够可靠的“智慧心脏”。

TER40J-A6旗舰级具身智能控制器,凭借2070 TFLOPS的极致AI算力、8路GMSL2相机接口的全景感知、Jetson Thor平台的大小脑一体化架构、全接口抗振设计以及丰富工业通信接口的全面覆盖,完美适配双足人形机器人对高算力、多路感知、高动态实时控制及严苛环境适应性的要求。

无论是双足人形机器人研发平台、复合协作机器人,还是无人驾驶、复杂环境巡检等具身智能场景,,TER40J-A6都将以“大小脑合一”的旗舰级性能,成为具身智能时代值得信赖的机器人“智慧心脏”。

Logo

DAMO开发者矩阵,由阿里巴巴达摩院和中国互联网协会联合发起,致力于探讨最前沿的技术趋势与应用成果,搭建高质量的交流与分享平台,推动技术创新与产业应用链接,围绕“人工智能与新型计算”构建开放共享的开发者生态。

更多推荐