研揚科技受到客戶的委託，需為客戶的服務機器人系列提供解決方案，讓其能夠自動執行一系列複雜的任務，並且具有高效與精準的特點。雖然像機械手臂這樣的解決方案在製造業中已經相當普遍，但它們通常用於特定、重複性的單一維度任務。相較之下，這位客戶希望開發一個更具動態性、多面向的選項，類似於人形服務機器人，而非靜態的機器設備。

鑑於這個遠大的目標，研揚必須提供一款結合可靠硬體和支援先進計算與 AI 推理能力的解決方案，而這些都是此類應用的必要條件。最適合這些需求的解決方案是 PICO-RAP4，該產品利用第13代 Intel® Core™ 處理器，並採用緊湊的 100mm x 72mm PICO-ITX 的尺寸。

開發的關鍵：速度、視覺與控制

開發先進的自主服務機器人需要一個強大又節能的平台。由於機器人需要根據複雜算法即時執行任務，因此需要大量的處理能力。此外，解決方案還需要一種方法來轉換並執行客戶的 AI 推論模型，讓這些模型將實際引導機器人的動作。

第二個更實用的考量是，機器人如何獲取客戶推論模型分析的數據。這一點非常重要，因為數據品質將直接影響機器人的決策過程，進而影響物體識別結果的準確性和決策速度。因此，所選解決方案必須配備具有高速接口，以便安裝相機和感測器。

最後，該解決方案還需要具備作為機器人控制中心的能力。因此，它需要有通訊協定來向機器人的硬體發送命令，並確保這些命令能夠迅速且準確地執行。

應用架構

為了執行自主行動所需的 AI 推理模型，該機器人依賴於 PICO-RAP4所搭載的 Intel® Core™ i7-1370PE 處理器，該處理器擁有 6 個性能核心、8 個高效核心以及 20 執行緒，提供極高的處理能力和 CPU 頻率，能夠應對高要求的 AI 任務。它也透過能效核心維持低功耗，以處理背景作業。雖然 PICO-RAP4 的 CPU 並非機器人 AI 功能的主要來源，但它仍整合了多項先進技術，包括 Intel® 深度學習加速 (Deep Learning Boost)、Intel® Gaussian & Neural Accelerator 和 Intel® AVX2，有助於加速 AI 工作負載並提升機器學習效能。

為了處理大部分應用的 AI 工作負載，PICO-RAP4 的 M.2 2280 M-Key 插槽（支援 PCIe 4.0 x4 接口）配備了高規格的 AI 加速模組。PICO-RAP4 的高頻寬 PCIe 介面讓 AI 加速模組能夠無延遲地處理客戶的多樣化影像識別、自然語言處理和決策制定算法。

視覺、聲音與控制

PICO-RAP4的 FPC 連接器可整合 MIPI 相機，並透過兩個 USB 3.2 Gen 2 埠連接兩台高畫質相機，以捕捉多重來源的視覺數據，這些都由 Intel® UHD Graphics 提供支援。此外，主板的雙序列埠提供 RS-232/422/485 訊號接口，用於連接 GPS 模組和環境感測器。

機器人的控制功能由其 GPIO 與執行器和馬達的互動來決定。為了確保位置精準度和導航， PICO-RAP4支援加速度計、陀螺儀和溫度感測器，通過其 I2C 接口進行整合。此外，主板上的所有序列通訊均受益於其內建 TPM 2.0 提供的數據加密。

此外，PICO-RAP4 透過其雙 LAN 埠，支援 Intel® Ethernet Controller I226-V 和 Intel® Ethernet Connection I219-LM 技術，分別以 2.5GbE 和 1GbE 的速度，確保與其他設備的快速可靠連接。這些外設設備的組合促進了機器人在環境中的自主導航，並依靠推理算法發出的指令進行操作。這種通訊方式也透過內建的 TPM 2.0 加強了數據安全性。

另一個經常被忽略的自主機器人領域是對環境聲音的反應能力。透過其全功能音訊接頭（包括線路輸入、線路輸出和麥克風），PICO-RAP4 強化了機器人的情境感知能力，使其能夠理解語音指令並在遇到問題時提供警報。

PICO-RAP4 的影響力

透過整合 PICO-RAP4，研揚科技的客戶成功開發出一款完全自動化的服務機器人，能夠在各種不同的行業中部署，從零售業到農業皆可應用。憑藉卓越的 CPU 基礎，處理從主板多樣化且眾多周邊設備所獲取的數據，能以極低的延遲執行。這種計算能力的強大，也有助於為 AI 加速模組提供所需的功率，以強化 AI 算法處理。

PICO-RAP4支援 MIPI 和 USB 相機，有助於機器人透過更可靠的資訊來源，提升任務的準確度。此外，具有 line-in/line-out/麥克風功能的完整音頻系統進一步豐富了機器人的功能，讓其能夠處理語音指令，同時利用其卓越的計算能力通過機器學習提升用戶體驗。

最後，值得注意的是，儘管 PICO-RAP4極輕巧且小巧，它仍提供了多樣的接口，可容納各種不同類型的感測器，且不會影響訊號品質。PICO-RAP4 證明了其作為一款高效且強大的解決方案，推動了先進自主機器人的發展。這個案例說明，隨著機器人技術的發展，研揚科技將始終引領技術潮流。