芝能智芯出品
现在的AI机器人作为人工智能的终端载体，核心能力离不开芯片系统的支撑。不同类型的机器人在算力、能效、控制实时性以及系统集成度方面存在显著差异。
从家用清洁设备到商用服务机器人，再到工业自动化与人形仿生平台，芯片架构的选择反映了功能定位、成本结构与智能深度的平衡过程。我们对不同的方案大概做一些梳理：
Part 1芯片方案：
从家用到工业的分层智能
在机器人产业内部，芯片的差异不仅体现于算力指标的高低，也是系统设计的优先级。家用和商用机器人追求的是“在有限功耗和成本中实现足够智能”，而工业与人形机器人则更强调“实时控制与高可靠性下的智能协同”。
●家用/消费类机器人以高性价比与长续航为导向，其芯片方案以ARM架构SoC为主，注重集成化与低功耗。
典型的扫地机器人多采用国产全志科技、瑞芯微等方案，这些SoC在1.2~1.5GHz主频下即可支持SLAM建图和路径规划。配合512MB~1GB内存，它们能够运行轻量化的导航与避障算法，同时控制成本。
对于具备AI视觉识别的中高端机型，如石头科技旗舰款，还会增加独立的视觉AI单元，用于检测宠物、线缆等复杂障碍。部分厂商在更高端型号中引入了高通IoT版骁龙处理器，借助8核APQ8053或类似方案实现更流畅的AI避障。
总体而言，家用机器人芯片正向“低功耗AI SoC + 分布式MCU”模式演化，即在主控承担策略计算的同时，通过低功耗MCU完成电机与传感层控制，从而兼顾能效与响应速度。
●商用服务机器人则需要更高层次的智能交互与多模态感知能力。
餐饮配送、巡检、导览等场景要求机器人具备视觉、语音与环境融合感知，计算平台必须能支撑多线程AI任务。
以高通QRB5165（RB5平台）为代表的方案，为服务机器人提供了约15 TOPS的AI算力，内置Adreno GPU与专用视觉加速器，可同时处理多路摄像头输入。搭载此平台的机器人可在数瓦功耗下完成图像识别与语音交互。
国产替代方案如瑞芯微RK35xx与海思Hi3519系列，也通过NPU加速和本地AI推理实现中高性能的视觉算法处理，通常配备4~8GB LPDDR4内存与16GB以上存储，以支持Linux或Android系统及ROS框架运行。
为满足商用部署的可靠性需求，这类机器人在协处理与通信上采用模块化设计：
◎以STM32或TI MCU负责底盘驱动控制，以独立通信模组（4G/5G/Wi-Fi）保证云端协同；
◎而部分产品在边缘端引入地平线芯片，提升人脸识别与语音推理效率，“AI平台+运动控制单元+通信安全芯片”的分层架构，已成为服务机器人行业的主流方向。
●工业机器人则处于完全不同的计算体系中。
制造业使用的多关节机械臂与移动AGV强调的是“确定性与可靠性”。其控制系统以PLC或工业PC为核心，采用x86或工业级ARM处理器，运行实时操作系统（VxWorks、QNX等）以保障亚毫秒级反馈。
伺服控制与路径规划任务通常由DSP或FPGA加速，实现高频闭环控制。
纳博特控制器等系统采用双层结构：上层IPC负责运动规划与AI任务，下层RTOS实时执行伺服控制，并通过EtherCAT等总线通信。
随着AI视觉检测与自主导航在工业现场的普及，GPU与AI SoC正在渗透进工业控制架构。
NVIDIA Jetson Orin与IGX Orin平台为工业AI提供了从50到275 TOPS的算力，能够支持复杂的视觉检测与自主搬运场景。仓储AGV、无人叉车等移动机器人常结合英伟达Orin NX或英特尔酷睿CPU加RealSense摄像头实现激光+视觉SLAM。
工业机器人开始采用“集中主控+智能关节”架构主控平台承担AI推理与路径规划，各关节配备带MCU的小型驱动单元执行高速伺服控制，分布式架构提升了鲁棒性与安全冗余，也为未来的协作机器人提供了柔性扩展空间。
Part 2算力与架构的演进：
从多芯协同到类人智能
仿生与人形机器人则追求“智能与感知的统一”，主控芯片既要具备大规模AI推理能力，又要能实时处理数十个传感与执行模块的数据，算力与架构的平衡成为关键。
● 仿生四足机器人
以机器狗代表了中高算力边缘AI的典型形态，小米CyberDog采用NVIDIA Jetson Xavier NX作为核心AI平台，提供21 TOPS算力，在10~15W功耗下实现视觉识别、平衡控制和动态避障。其系统运行Ubuntu与ROS框架，利用GPU并行计算处理多传感器数据。
为保证实时控制，小米还使用全志MR813芯片作为运动协处理器，专门执行姿态解算和模型预测控制算法，管理12个关节的电机运动，全志R329音频SoC处理语音交互。
主从协同设计使AI决策与物理运动形成闭环，既有灵活性，又保证反应速度。类似的架构也出现在宇树科技、波士顿动力等厂商的产品中。
四足机器人通常采用分布式控制：每个关节模块内含独立MCU或DSP，执行电机驱动与力反馈，而主控AI负责运动规划与环境理解，“中央大脑+局部小脑”的模式在仿生系统是主流，需要在毫秒级周期内完成姿态调整，任何延迟都可能导致失稳。
●人形机器人领域
芯片系统进一步进化为“多层异构融合”，需要在空间中保持动态平衡、执行自然动作，并通过视觉和语言系统进行人机交互。
以英伟达Jetson Orin与新一代Jetson Thor为代表的AI平台，Orin系列拥有200 TOPS级别算力，可支持多摄像头输入与Transformer类模型推理；Thor平台更是将AI性能提升至2070 TFLOPS（FP4），具备128GB高带宽内存和14核Neoverse CPU，足以在端侧运行生成式AI模型。
人形机器人需要在没有云端依赖的情况下，实现本地感知与决策，人形机器人的架构普遍包含几十个协处理单元：每个关节由独立控制器（MCU、FPGA或小型SoC）管理，与电机、编码器、力矩传感器相连，执行亚毫秒级控制任务。
部分企业开始在关节层面引入AI芯片，通过AI推理实时优化控制参数，实现“自适应运动”，本地智能化降低了中央处理压力，也让系统在部分损伤情况下仍能维持基本运动功能。
通信体系同样在演化，一开始机器人依赖CAN总线传输，逐渐转向TSN千兆以太网等高带宽方案，分布式模块之间的数据同步精度提升到微秒级，保证了多关节协调动作的流畅性与安全性。
从家用到人形机器人的芯片演进展现出三大趋势：
◎算力下沉与协处理增强。 过去集中在主控端的AI计算正逐步分散到边缘节点与传感端，从而降低系统延迟、提升能效。◎异构计算架构成为主流， CPU、GPU、NPU及MCU共同构成组合的计算体系，根据任务特性进行分工协作，当然现在大小脑和执行系统开始慢慢分清楚了。
◎软硬件一体化生态形成壁垒，高通、英伟达提供算法SDK和开发框架，国产厂商如瑞芯微、全志、地平线也正通过软件生态完善竞争力。小结
智能硬件中，运动类的机器人对芯片要求最高一些，消费级产品的低功耗SoC，到工业控制的实时系统，再到人形平台的AI芯片，我们会持续跟踪每个平台的内容，从主控芯片的角度来跟踪AI智能硬件和智能机器人的发展。芯片不光是主控的硬件，也是算法与生态的承载体，需要从各个角度来观察。
本文网址：
