近日，實(shí)時(shí)俠智能控制技術(shù)有限公司發(fā)布全球第一款單芯片多軸驅(qū)控一體運(yùn)動(dòng)控制器SCIMC（Single Chip Multiaxis Integrated Motion Controller），這是一個(gè)劃時(shí)代的產(chǎn)品，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的教科書(shū)可能就此要被改寫(xiě)。
傳統(tǒng)意義的運(yùn)動(dòng)控制器和伺服控制器
在傳統(tǒng)意義上，控制又分為運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和伺服控制兩部分，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃負(fù)責(zé)將機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)指令進(jìn)行分析和規(guī)劃，通過(guò)算法得到各個(gè)關(guān)節(jié)的電機(jī)指令；而伺服控制則按照運(yùn)動(dòng)規(guī)劃得到的電機(jī)指令控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的是運(yùn)動(dòng)控制器，負(fù)責(zé)伺服控制的是伺服控制器。聯(lián)系運(yùn)動(dòng)控制器和伺服控制器之間的紐帶，通常是工業(yè)總線(xiàn)。
傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制器和伺服控制器
最早，在機(jī)器人控制上，電機(jī)指令只包含位置信息，這與工業(yè)上的其他場(chǎng)景應(yīng)用是一樣的。后來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)了其中的局限性——在機(jī)器人的應(yīng)用上，每個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)的負(fù)載和受力情況是隨時(shí)發(fā)生變化的。僅僅知道要去哪里（位置信息），但不知道要拖動(dòng)的東西多重（慣量信息），也不知道受力情況（加速度，重力等）如何，電機(jī)的控制變得異常吃力，無(wú)法達(dá)到高速、高精度和高穩(wěn)定性。
于是，借助于工業(yè)總線(xiàn)，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和電機(jī)控制之間的交互信息變的越來(lái)越多，可以支持越來(lái)越復(fù)雜的控制算法。自此，機(jī)器人的速度，精度和穩(wěn)定性上了一個(gè)很大的臺(tái)階。
但是逐漸的，工業(yè)總線(xiàn)的瓶頸顯現(xiàn)出來(lái)，主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：
1）帶寬：數(shù)據(jù)的傳輸能力，可以類(lèi)比為高速公路的車(chē)道，車(chē)道越多，可以保證更多的車(chē)輛能夠快速通行；
2）絕對(duì)延遲：即數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，類(lèi)比為車(chē)輛從一個(gè)地方到另一個(gè)地方需要的高速公路行駛時(shí)間和上下匝道時(shí)間；
3）絕對(duì)延遲的確定性；
4）多節(jié)點(diǎn)之間的同步性。
這些瓶頸制約了機(jī)器人性能的進(jìn)一步提升，甚至制約了人們的想象力，大家不敢去想那種需要更大量的數(shù)據(jù)交互才能完成的控制策略，不敢去想需要多軸納秒級(jí)同步的應(yīng)用，不敢去想如何把機(jī)器人作為一個(gè)整體來(lái)控制。
實(shí)時(shí)俠單芯片多軸驅(qū)控一體運(yùn)動(dòng)控制器SCIMC
之所以說(shuō)SCIMC會(huì)改寫(xiě)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的教科書(shū)，正是因?yàn)樗黄屏松鲜龅乃邢拗?，將運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和伺服控制兩部分之間的鴻溝完全填平：
1）帶寬：芯片內(nèi)的總線(xiàn)通信，可以認(rèn)為不論你想實(shí)現(xiàn)什么，帶寬永遠(yuǎn)不是瓶頸
2）絕對(duì)延遲：可以忽略不計(jì)
3）絕對(duì)延遲的確定性：這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)不成立了，因?yàn)榻^對(duì)延遲可以忽略不計(jì)
4）多節(jié)點(diǎn)之間的同步性：SCIMC可以實(shí)現(xiàn)多軸納秒級(jí)的同步
在SCIMC中，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和伺服控制渾然一體，彼此成就。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)教科書(shū)中的兩個(gè)子系統(tǒng)的界限變得模糊了。甚至在實(shí)時(shí)俠團(tuán)隊(duì)內(nèi)部，很少提伺服電機(jī)這個(gè)概念，實(shí)時(shí)俠團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，機(jī)器人整體就是個(gè)伺服系統(tǒng)。
如果只是羅列出實(shí)時(shí)俠SCIMC與生俱來(lái)的優(yōu)秀素質(zhì)，似乎不足以說(shuō)明問(wèn)題。實(shí)時(shí)俠團(tuán)隊(duì)在花費(fèi)4年多時(shí)間打造這款全新的運(yùn)動(dòng)控制器的同時(shí)，開(kāi)發(fā)了一款桌面型的6軸工業(yè)機(jī)器人 Rtimeman P7A，用它來(lái)驗(yàn)證控制器的性能，把性能對(duì)標(biāo)的對(duì)象定為庫(kù)卡家族速度精度最高的明星產(chǎn)品KR6。今年7月，工業(yè)機(jī)器人Rtimeman P7A獲得國(guó)家認(rèn)證機(jī)構(gòu)的性能檢測(cè)報(bào)告，全面達(dá)到庫(kù)卡 KR6的技術(shù)指標(biāo)。
不僅僅是驅(qū)控一體
實(shí)時(shí)俠已經(jīng)開(kāi)始基于現(xiàn)有控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)視覺(jué)功能和力覺(jué)功能。實(shí)時(shí)俠提出了全新的概念：?jiǎn)涡酒膀?qū)、控、感”一體運(yùn)動(dòng)控制器SCIPMC（Single Chip Integrated Perceptive Motion Controller），進(jìn)一步融合感覺(jué)與控制，使機(jī)器人更聰明，反應(yīng)更快。
不僅僅是工業(yè)
工業(yè)應(yīng)用只是一個(gè)開(kāi)始，實(shí)時(shí)俠的雄心遠(yuǎn)不止于此，他著眼于未來(lái)，特別是對(duì)于還在襁褓中的服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域。
實(shí)時(shí)俠控制器擁有對(duì)服務(wù)機(jī)器人非常重要的三個(gè)特質(zhì)：
一、體積小
與達(dá)到同等性能的工業(yè)機(jī)器人相比，實(shí)時(shí)俠 SCIPMC控制器，控制部分體積最小，可以做到一張名片大小?？刂破鞯捏w積小，重量輕，整個(gè)機(jī)器人的系統(tǒng)功耗也隨之降低。
二、功耗低
實(shí)時(shí)俠SCIPMC系統(tǒng)中，芯片不用單獨(dú)考慮散熱問(wèn)題。由于芯片上無(wú)需獨(dú)立風(fēng)扇，進(jìn)一步鞏固了體積優(yōu)勢(shì)和系統(tǒng)的功耗優(yōu)勢(shì)。
三、可實(shí)現(xiàn)傳感器和執(zhí)行器的緊密耦合
“布魯克斯總結(jié)了設(shè)計(jì)移動(dòng)式機(jī)器人的5條經(jīng)驗(yàn)，……傳感器和執(zhí)行器的緊密耦合——要低級(jí)反射，不要高級(jí)思考” ——《失控》凱文·凱利
可以想象一下，“驅(qū)、控、感”一體運(yùn)動(dòng)控制器有一天實(shí)現(xiàn)了類(lèi)似人類(lèi)小腦的功能，將為真正意義的人工智能奠定堅(jiān)實(shí)的基石。
不僅僅是工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人
以電機(jī)為動(dòng)力，需要多軸運(yùn)動(dòng)控制的領(lǐng)域都是實(shí)時(shí)俠的目標(biāo)，這類(lèi)應(yīng)用都可以歸類(lèi)為廣義的機(jī)器人，如：
1）電動(dòng)汽車(chē)EV，特別是需要多輪協(xié)調(diào)的輪轂電機(jī)EV
2）AGV
3）無(wú)人飛機(jī)
4）多軸加工中心
5）外骨骼動(dòng)力裝甲
6）柔性手抓
完
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