案例摘要

人形機器人正邁入全新的發展時代，從倉儲物流、製造業自動化到商業服務領域，均展現出此技術的龐大潛力。這股變革雖然部分歸功於邊緣端多模態 AI 推論能力的重大突破，但這並非全部的故事。

儘管新型 GPU 架構大幅提升了人形機器人解析複雜環境與進行決策的精密度，但如何跨越「高階 AI 決策」與「精準且同步的實體運作」之間的鴻溝，始終是業界面臨的難題。

為了解決這項挑戰，一家頂尖研究機構規劃了一套分散式運算架構，致力於讓新型智慧服務機器人成為可真正實地部署的解決方案。為此，他們採用了研揚科技的GENE-ARH6一款搭載 Intel® Core™ Ultra 系列 2 處理器平台的 3.5 吋 SubCompact 單板電腦，作為將高階 AI 決策完美轉化為同步物理動作的核心樞紐。

人形機器人在系統層級面臨的挑戰

人形機器人若要在實際部署環境中成功運作，必須同時具備兩項核心能力：

• 感知與決策： 整合並分析影像與感測器資料，以進行高階決策。
• 動作執行： 接收決策指令並轉化為精確的機械動作（或物理動作）。

然而，當這兩項任務需要同時運作時，硬體資源就容易產生衝突 例如，如果系統同時執行多個 AI 模型來理解環境，運算資源就會被吃光，導致控制時序不夠精準；反過來，如果搶先確保*控制迴路的即時性，GPU 分析資料就會變慢。而無論是哪一種情況，都會破壞系統在精準度與同步性之間的微妙平衡。

跨越「大腦與身體」的溝通障礙

為了克服上述挑戰，客戶歷經多年研發，最終設計出一套「雙層運算架構」

• 「大腦」高階決策： 採用 NVIDIA Jetson AGX Orin 模組，專門負責視覺解析與高階 AI 決策。
• 「神經系統」控制樞紐： 採用研揚科技的 GENE-ARH6（搭載 Intel® Core™ Ultra 7 255H 處理器、Intel® Arc™ 140T GPU 與 Intel® AI Boost NPU），作為掌控全身動作的控制器。

比起單一系統包辦所有事，這種分散式架構有顯著的優勢：
上層可以利用 NVIDIA 平台豐富的 AI 學習框架做複雜決策；下層則由 GENE-ARH6 接手指令，整合各類感測器訊號並進行統一調度，精準執行協調的物理動作。

GENE-ARH6 在「指令到執行」流程中的核心角色

在該公司的人形機器人中GENE-ARH6是確保即時運作與系統穩定的控制樞紐，負責執行確切無誤的動作，並維持整個系統的穩定度。 為了達成這個目標，客戶不只善用了 GENE-ARH6 所搭載 Intel® Core™ Ultra 7 255H 處理器的強大單核與多核運算效能，更充分發揮了這塊板卡豐富的工業級 I/O 介面優勢。

應用架構解析

新一代 Intel® Core™ Ultra 系列 2 處理效能

GENE-ARH6之所以能完美勝任人形機器人的「神經系統」，關鍵在於其採用的 Intel® Core™ Ultra 7 255H 嵌入式處理器。其分離式晶片架構將高即時性任務分配給效能核心（P-core），大幅降低控制抖動；非即時程序則交由低功耗核心（LP E-core）處理，優化整體能耗。此外，在地端的 AI 算力可直接處理即時回應任務，無需跨系統傳回上層的 NVIDIA Jetson AGX Orin，顯著縮短系統反應時間。

即時感測器整合

延續 LAN 介面的高同步通訊優勢，GENE-ARH6透過豐富的 USB 埠將感測器訊號統一整合至控制層。內部 USB 2.0 介面連接慣性測量單元（IMU），能即時獲取姿態數據以維持機器人動態平衡；USB 3.2 Gen 2 埠則可直連多組攝影機擷取影像串流。直接在控制層處理感測數據，能加快控制迴路反應並提高動作平穩度，顯著降低指令發出至肢體執行的時差。

透過 EtherCAT 實現精準同步的運動控制

GENE-ARH6的另一項核心任務，是透過 LAN 埠作為 EtherCAT 主控制器，連結機器人全身的關節致動器。搭載 Intel® Ethernet Controller I226 乙太網路晶片，並在 Linux 環境下提供完善的 EtherCAT 主控制器驅動支援，建構出極高速的控制迴路，實現與各肢體伺服驅動器之間毫秒級的高同步通訊，確保每個動作精準無誤。

通訊閘道功能

GENE-ARH6不僅能執行控制指令，更能憑藉豐富的擴充能力充當通訊閘道，支援遠端監控與雲端數據分析。透過 M.2 2230 E-Key 與 M.2 3052 B-Key 插槽分別擴充 Wi-Fi 與 5G 通訊模組，不僅能進行遠端狀態監控，更能實現多機協同作業（Fleet Management），提升機隊管理與維運效率。

專為移動與嵌入式部署設計

GENE-ARH6專為應對嚴苛工業環境的高可靠度需求而設計，能為此類複雜的應用場景提供絕佳的穩定性與耐用度。其精巧的 3.5 吋板卡尺寸（僅 146mm x 101.7mm），能輕鬆整合至機器人內部，完全不擠壓空間。此外，支援 9V 至 36V 寬壓電源輸入，即便在電源波動下也能維持系統平順運作，這對採用電池供電的人形機器人來說無疑是關鍵優勢。

展望未來

隨著人形機器人走向實際落地，業界已明確意識到：「肢體執行」的精準度，與「大腦決策」的智慧程度同等重要。強大的 GPU 平台固然賦予了機器人感知環境與思考決策的能力，但唯有將這些決策穩定、即時地轉化為肢體動作，才能真正決定其商業部署價值。

透過採用以GENE-ARH6作為「神經系統」的分散式運算架構，客戶成功搭起了「感知理解」與「實體動作」之間的橋樑。由 NVIDIA Jetson AGX Orin 負責高階感知與決策，再由 GENE-ARH6 執行確定性的運動控制，展現了極為清晰的分工架構。這讓每個模組都能在最優化的狀態下運作，同時維持系統高度協調。

最終，客戶打造出一款不僅具備高度智慧、更能將智慧轉化為實際部署能力的人形機器人平台。客戶也已規劃將該平台導入研究、商業、工業及培訓等領域，期許在這些市場發揮具體效益。