芯东西（公众号：aichip001）
作者 | 程茜
编辑 | 漠影
芯东西6月16日报道，本周二，边缘人工智能计算平台领导者地平线推出了国内首个软硬一体的机器人开发平台Horizon Hobot Platform和地平线旭日X3派开发板，开发板2G版本价格为499元，4G版本为549元。
这个消息一经发出，就引发很多从业者以及开发者惊呼。毫无疑问，对开发者来说，开发板这个价格简直太香了。和市面上主流的开发板相比，地平线旭日X3派开发板能达到类似的性能，价格却低50%。
更让人觉得惊喜的是地平线推出的机器人开发平台。该平台包含地平线旭日芯片、机器人操作系统TogetherROS、机器人参考算法Boxs、机器人应用实例以及配套开发工具Tools的完整架构。
对开发者来说，这样一套囊括底层计算、开发工具、算法案例在内的整套机器人开发服务，不仅能提升开发效率，而且还可以帮助自己更好地与同行交流和学习，这种全新的基础设施大大消减了机器人开发过程一直存在的痛点。
▲地平线机器人开发平台架构
机器人研发系统复杂、开发过程分散，就是制约机器人玩家发展的痛点。一般来说，搞研发的公司不做芯片，即使研发也仅仅是研究其中的一个模块，然后花精力将各个模块进行适配和联合优化，整个过程十分复杂。
在传统的研发流程中，从开发到成品，中间有数十上百个环节，每个环节的工作量都很多。最终导致机器人公司不仅要做很多重复性的工作，而且开发成本居高不下。
地平线AIOT&通用机器人事业部总经理王丛说：“搞好机器人研发中传感器、算法和芯片间的适配、优化，这些工作都涉及芯片的底层逻辑，一家产品公司很难做好。”
▲地平线AIOT&通用机器人事业部总经理王丛
那么，为什么做自动驾驶芯片的公司——地平线有这种底气？而地平线机器人开发平台能为玩家带来什么？又将如何影响机器人行业的走向？这也是我们关注的重点。
带着这些问题，芯东西与地平线AIOT&通用机器人事业部总经理王丛进行了深入交流，发现地平线在机器人领域的布局远比我们想象得早。
一、从自动驾驶到机器人，一脉相承
早在地平线创立之初，地平线创始人兼首席科学家余凯博士就说过：“我们要做的就是把深度神经网络放置在芯片中，也就是机器人的大脑芯片，实现从万物互联到万物智能。设备的联网不能等同为智能，这只是智能的开始。真正的智能是说每一辆车、每一个电器都具有环境感知、人机交互和决策控制的能力。”
所以对地平线来说，是有能力搭建一个软硬一体的机器人开发平台，并为开发者提供底层服务的。
从机器人和汽车的关系来看，机器人开发系统包括感知、计算、决策、执行等关键环节，这与智能汽车自动驾驶是相通的。
王丛说：“汽车是机器人产业最清晰、需求最旺盛的一个地方。”这也使得自动驾驶芯片成为其切入机器人市场的入口。从其命名也看出，地平线的英文名称就是Horizon Robotics。
由此可以看出，地平线的规划并不是从自动驾驶到机器人，而是从机器人到自动驾驶。
纵观国内汽车芯片行业发展，地平线已经在自动驾驶芯片领域走过了商业化落地之路，成为国内唯一实现车规级汽车智能芯片前装量产的企业，其车载芯片征程系列出货量已经突破100万片。
汽车作为机器人时代的一个重要载体，地平线在自动驾驶领域积累的技术优势可以迁移至机器人中。因此，地平线推出的通用机器人开发平台对公共的开发模块进行了优化，帮助机器人公司解决在研发过程中不擅长的部分。
二、软硬结合的机器人开发平台
作为国内最早提出AI芯片概念，并投身创业的公司之一，地平线最大的技术优势就是软硬结合。“软硬结合”是一种系统性的能力：既具备做芯片硬件的能力，还具备软件算法的能力，并且能让两种能力打通融合，实现系统效率的持续提升。
地平线机器人开发平台除了旭日芯片之外，也包含操作系统、开发工具、算法和机器人应用示例，都体现了这种软硬结合的能力。
软硬结合推动效率提升体现在很多方面。
芯片层面，基于自研的AI专用计算架构BPU（Brain Processing Unit），地平线从2017年推出首款边缘AI芯片旭日1至今，地平线的旭日系列芯片已经迭代到旭日3芯片，旭日3采用台积电16nm工艺，具有高性能、低功耗的特点，目前，其旭日系列芯片累计出货量已经超过100万片。
在操作系统上，地平线针对机器人操作系统ROS2进行了专门优化，可以与其完全兼容。在地平线搭建的标准机器人场景下，其CPU占用、通讯延时可降低90%。
并且，机器人开发过程中，开发者在ROS系统上适配时涉及芯片指令集的优化，无法在性能优化上达到最大值。
因此，地平线TogetherROS在兼容ROS2之外，还会对芯片指令集进行优化，利用旭日芯片中的BPU、IPU、GDC等硬件加速单元，优化了部分CV算子性能。
地平线机器人开发平台还提供了方便、易用的开发工具及算法。
王丛说：“机器人的未来一定是交互算法和感知算法伴随前行的。”在基础算法层面，地平线提供从2D到3D的物体检测再到3D场景理解的多维度算法参考。同时，未来机器人算法上，地平线也在研发光流、高程、V-SLAM、RGB-D、三维重建等。
为了满足开发者对于AI软件产品开发及迭代需求，地平线还推出一站式工具平台AIDI，通过冷热存储的方式，将数据成本降低81%，GPU采用灵活调度机制，其训练成本可降低50%。并且，预训练模型、自动标注等方式让数据标注成本降低15%。
基于旭日3芯片地平线还推出了旭日X3派开发板，算力能够达到5Tops，可与TogetherROS操作系统适配。
地平线机器人开发平台在功能、性能、价格上都展现了其强大的技术实力。
谈及为什么现在推出机器人开发平台，王丛说：“地平线的技术积累和外部市场需求到了一个时间点了，适合地平线开始发力机器人了。”
国内机器人产业起步晚，在地平线成立初期，国内机器人市场尚没有爆发。近几年来，在自动化、智能化浪潮的推动下，机器人的自主性不断提升，并且更贴近消费者的家用、个人场景。国际机器人学联合会（IFR）预计，到2023年，我国工业、服务、特种机器人的市场规模增速将分别达到18.2%、38.9%、45.7%。
机器人市场的增长也印证了这一市场从技术价值到产品变现的潜力。
三、以开放、开源为核心，构建机器人开发生态
事实上，地平线在AIoT领域的探索已经持续多年，从2017年开始，地平线就与合作伙伴开展了各类合作。如维海德的智能会议产品、小度添添智能健身镜、TCL智能电视X12等。这些产品都集成了地平线针对于机器人研发的芯片、算法等，因为不同客户的需求会存在差异，因此地平线也会为其提供多种组合的解决方案。
王丛认为，现在市场和技术已经发展到了成熟期，地平线在机器人行业的决心和投入也更加清晰，而地平线和客户的合作模式也是非常开放的。
对于已经形成一定规模算法团队的客户，地平线会为其提供技术指导，能够省去客户验证、测试等步骤，快速找到神经网络、算法架构等的最优选项。其次，不具备算法研发能力的客户，地平线会为他们提供一个完整的算法。最后，如果客户对于产品有二次迭代需求，他们也会采取为其提供半成品解决方案的灵活方式。
机器人研发过程中，客户往往会面临操作系统、传感器在适配优化以及算法评测时，会需要耗费大量人力、财力的难题，地平线推出的通用机器人开发平台将机器人开发的核心环节形成一个模块，就可以帮助机器人玩家减少重复性工作，将更多研发投入到机器人核心技术上。
在地平线与科沃斯的合作中，我们可以看到，科沃斯地宝X1扫拖机器人搭载了地平线旭日3芯片，基于地平线旭日3芯片，科沃斯扫拖机器人将物体感知的种类从5种提升到15种，具备高度识别、光流速度、景深测距以及可行驶区域感知能力，实现了从物体识别到空间感知的转变，并将感知速度提升了4倍。
科沃斯地宝X1扫拖机器人还可以建立三维地图，能进一步提升扫拖机器人的智能化程度。科沃斯机器人产品规划部总监刘彬彬说：“科沃斯地宝X1开启了家用服务机器人3.0时代。”
对合作伙伴来说，除了直接应用地平线的芯片之外，还会基于芯片进行更深入的开发。基于旭日X3派和机器人开发平台，本末科技打造了国内首个AI轮足机器人开发平台刑天。
▲本末科技推出国内首个AI轮足机器人开发平台——刑天
机器人关节研发商本末科技在传感器、驱动器、电机本体领域的技术优势在于，其直驱方案可以让机器人在不需要减速器的情况下，服务于特定场景。本末科技CEO张笛说：“本末为轮足机器人提供了直驱等技术，这相当于机器人的小脑，而与地平线的合作则使其拥有了大脑，大脑能够很好地与小脑产生交互，教小脑做事。”
他补充道，在机器人的“大脑”这一侧，他们之前选择一些海外知名厂商的产品，但实际使用过程中，尤其涉及到在软件底层，大脑和小脑实现更好的交互时，往往会出现难以响应的问题，摆在他们面前唯一的解决办法，就是找到在软硬件生态上都是自主开发，依托于诞生于国内软件生态上的机器人开发平台合作。
现在，依托于地平线机器人开发平台，他们可以加快机器人产品的成型，并快速形成行业应用。
通用机器人开发平台到细分场景下开发平台的跨越，都能为机器人行业的发展提供助力。
此外，地平线还会为合作伙伴提供算力、算法方面的赋能。机器人视觉解决方案提供商舜宇智能光学，依托地平线旭日3，在针对MPI（多径干扰）的3大传统场景处理上，仅消耗BPU单核50%的资源，在机器人视觉领域得到了性能优化。
▲舜宇智能光学基于地平线旭日3优化机器视觉
值得一提的是，地平线与ROS机器人开发者社区古月居在ROS课程服务上进行了优化升级，为开发者提供24小时内的及时技术支持，在机器人开发行业建立更全面、开放的生态格局。
▲ROS机器人开发者社区古月居
在生态优化上，古月居创始人胡春旭说：“开发者在选择机器人开发平台时，关注的核心有3个，分别是功能、性能和生态。”
目前，地平线机器人开发平台已经具备基本的功能。王丛也谈道，他们的机器人开发平台在中短期内会以非常高频的速度迭代，及时优化开发者在使用过程中反馈到的问题。
接下来就是量化效果对比，古月居也会在未来提供更多的视频测评、数据对比，让开发者对于这一开发平台的理解更加直观。
机器人生态的长期培育，不是一蹴而就。地平线软硬结合的机器人开放平台只是开始，未来，仍需要机器人领域的更多玩家参与进来。
无论如何，地平线机器人开发平台的理念都将围绕着开源、开放，在技术进步的同时，推动机器人开发生态格局形成。
结语：地平线回归“初芯”，在机器人领域释放更大价值
机器人和自动驾驶是一脉相承的。特斯拉CEO马斯克频频透露其人形机器人Optimus擎天柱的最新进展，英伟达CEO黄仁勋也曾提到机器人将先应用到自动驾驶领域，随后逐渐外延。
加速机器人领域的研发与布局已经变成国内外科技玩家的共识。随着深度学习技术、AI芯片的发展，机器人的研发进程逐渐加快，再加上市场、用户对于机器人功能需求越来越多，为这些玩家开发更加方便、易用的机器人开发基础设施成为地平线等企业的发力点。
