能够部署安全、更节能的机器人，同时保持较小的外形尺寸。
我们正处于机器人革命的风口浪尖。波士顿咨询集团(Boston Consulting Group)的数据显示，在经历了多年相对温和的增长后，商业和工业机器人的销量预计在未来10年将以每年25%至35%的速度增长，并有可能达到到2030年达到2600亿美元满足制造商、零售商和其他方面精简供应链、加强安全、提高生产力的需求。
同样重要的是，人工智能和其他技术进步将为更有价值、更多功能的机器人铺平道路，这些机器人可以承担更广泛、更复杂的任务。传统的固定功能/固定任务机器人将得到计算机视觉和其他技术的补充，使它们能够检测生产漂移或质量变化。协作机器人(cobots)将与人类并肩工作，为人类处理精细材料，或作为维修技术人员的第三只手臂，而不是像今天的固定功能机器人那样被隔离在安全围栏后。
自动移动机器人帮助运行“熄灯”的仓库和生产设施也在不断增加降低能耗，增加安全．
然而，要实现这一潜力，还需要对计算平台进行根本性的变革。为了执行更复杂的任务，同时满足更高级别的冗余和安全性，将需要更强大、反应更灵敏的处理器。随着用例的扩展，经济也将成为一个日益增长的考虑因素:考虑到冗余的需求，现有架构的实现成本往往很高，而且耗电很大。
由于机器人的使用寿命通常可以延长到几十年，机器人微处理器也必须变得更容易重新编程，以便它们能够处理新的任务和软件应用程序。
为了避免安全隐患的显现，工业机器人必须在故障检测和及时处理方面提供安全鲁棒性。这种能力的证据通常通过ISO 13849 PLD类别3架构符合性来显示，在当前的行业实践中，通过所有安全相关功能的冗余通道来实现。
考虑到冗余的需求，满足PLD类别3的现有架构完全利用不同的板或组件来复制安全功能。然而，这种策略的实现成本很高，而且耗电很大。这带来了一个挑战，特别是对更小和功率受限的工业机器人的部署。
为此，Arm开发了一种白皮书解释了基于arm的机器人控制器SoC的安全概念。
与目前的架构相比，这些概念为需要小尺寸和低功耗的部署提供了一个有前途的解决方案，同时仍然满足实现PLD 3类法规的安全健壮性要求。
TÜV SÜD Rail gmbh是一家国际测试、检验和认证公司，他们检查了部署在两种不同场景下的Arm处理器，发现这两种处理器都能够满足PLD 3类的安全要求。
首先，我们研究了基于Arm处理器(如Arm Cortex-A53、Arm Cortex-A76或Cortex-R82)的SoC架构，用于与机器人或/或人类一起工作的机器人。冗余是通过利用两个处理器核心来实现的。这种架构类似于现有的机器人设计:转向基于arm的处理器的制造商将能够保留大部分原有的软件堆栈。
第二，双通道冗余是通过运行在一个具有双核同步能力的Cortex a核心上的两台独立虚拟机实现的。A核心负责执行与驱动和处理机器人通信相关的功能。功能较弱的m级内核充当主处理器的监督器，在检测到危险事件时通知主处理器并管理其转换到安全状态。第二个概念对于新部署是最优的，因为在新部署中，不需要考虑来自遗留实现的软件堆栈的可移植性。此外，由于基于虚拟化，第二个概念与云原生部署等趋势保持一致。
与最先进的实践相比，这两个概念都可以部署更节能的机器人，同时保持较小的外形尺寸。
机器人技术将以多快的速度发展，发展到什么程度?一个可能的类比是在汽车领域。直到最近，汽车数字平台都是基于基本独立的微控制器网络。在过去，汽车制造商会这样做吹嘘他们的汽车可能包含的微处理器数量．
然而，在过去的几年里，它们已经转向了区域处理器，这种处理器更大，功能更强，可以管理多种功能。这些分区soc通常还结合了cpu、gpu、专用图像处理器和实时处理器，以获得更好的性能和能源效率。与此同时，硬件加固的分区允许将关键功能与娱乐和导航等功能结合在同一个芯片上。
标准举措同样有助于在汽车行业和更广泛的软件行业之间建立更紧密的合作。尽管每辆车的处理器数量可能会减少，但每辆车的代码行数，以及汽车数字平台的整体功能和能力，预计将会激增。
机器人与交通工具有许多相同的特征。处理必须实时执行，需要考虑的变量和输入的数量呈指数级增长。制造商必须为未来的应用和服务建立一条道路，同时，确保安全永远不会受到损害。同样重要的是，硬件和软件供应商必须在严格的热、容量和经济范围内工作。可升级性也是最重要的:产品必须具有最先进的功能，并且能够运行20年或更长时间。
机器人公司和他们的客户正处于历史的转折点。Arm致力于开发一个计算平台，帮助他们从静态的、功能固定的机器人世界转向一个工厂可以更灵活、更多功能的世界，以满足不断变化的经济需求。这白皮书是我们正在采取的众多措施之一。如果你发现自己被机器人所吸引，请给我发个短信。
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