由 dawei
一种用于机器人应用的通用硬件架构FPGA设计。来源:Podlubne等人。
随着机器人变得越来越复杂和先进，它们通常会需要越来越多的硬件组件，包括机器人四肢、电机、传感器和驱动器。此外，机器人还集成了处理传感器收集的数据的计算机，并据此计划它们未来的行动。
然而，目前在这些计算机上运行的大多数软件解决方案都不是理想的，因为它们的速度限制使它们无法实时处理特别大的数量。提高集成在机器人内部的计算机能力的一种可能的方法是使用现场可编程门阵列(fpga)，这是一种基于可编程互连的可配置逻辑块矩阵的半导体器件。
这些设备的一个显著优势是，它们可以重新编程以适应特定的应用程序。fpga可以显著提高机器人的计算能力，同时也使它们更适应特定的应用。然而，到目前为止，将它们合并到现有系统中是非常具有挑战性的，因为使用具有特定集成能力的单个加速器限制了它们的适用性。
Technische Universit t Dresden (TUD)的研究人员最近开发了一种技术，可以开发集成许多硬件加速器的机器人。这项技术发表在《IEEE Access》杂志上的一篇论文中，它可以最终促进用基于fpga的组件替换现有驱动机器人系统的软件组件。
“这项工作是在CeTI项目的背景下进行的，该项目旨在加强人与机器之间的合作，或者更普遍地说，在真实、虚拟和远程环境中加强信息物理系统(CPS)之间的合作，”进行这项研究的研究人员之一Ariel Podlubne告诉TechXplore。特别是，这是一项结合嵌入式硬件研究(自适应动态系统主席)和软件建模(软件技术主席)的跨学科工作。”
Podlubne和他的同事们的这项新研究是他们之前研究的延伸，之前的研究探索了将fpga集成到机器人系统的可能方法。他们提出的方法对与Robot操作系统(ROS)、ROS2操作系统和潜在的其他软件解决方案相关的消息规范进行了全面的分析。然后，它使用这个分析的结果来生成机器人系统的硬件接口和架构。