(友晶新聞中心報導)

科技為現代人帶來了許多生活上的便利，而科技在科學家及工程師的努力下日益求新。科學家們也一直努力開發機械器具及機器人，來協助節省人力及完成一些以人力較不可能完成的工作。但是許多機器人在目前的科技下，還是有一些盲點不能突破。像是改善機器人因為計算太慢造成的停頓現象，讓其動作更流暢自然。

杜克大學的研究團隊找到了一個改善機器人規劃運動軌跡時停頓現象的方法，並成功地以友晶 DE5-Net FPGA 開發版實踐這項研究計劃，讓機械手臂抓握的任務順利進行，且這套系統的耗電量僅是原先的二十分之一。根據美國 IEEE Spectrum 報導，美國杜克大學先找出了機器人在運作時所有可造成碰撞的可能性，並利用客製化的處理器來處理在運動軌跡規劃中最複雜的機械停頓的機率。而這項新發現將在未來工業機械規劃上或機器人運作上產生重大的突破。

Jaco 機械手臂以客製 FPGA 處理器做運動軌跡規劃 (影像來源：Duke Robotics)

在 IEEE Spectrum「Robot Motion Planning on a Chip」影片中有提到在做機器人運動軌跡規劃時，首先建立出機率路線圖。這路線圖包含了無障礙物空間裡的數個節點，以及節點間移動時不會造成碰撞的路線，最後在 PRM 上選出起點及終點。其中機器手臂移動時的活動空間亦有可能會發生碰撞的機會，所以也得將機器手臂的活動空間納入計算考量。這些步驟及計算都是有無比的挑戰性，據一項研究顯示，判斷運動擺盪區域是否能避開碰撞，就耗掉「運動軌跡規劃」99% 的運算時間。

FPGA 除了本身所具備的彈性及靈活性外還具有節省空間、省電、降低成本及穩定的優勢，能夠進行編程、除錯、再編程和重複操作，因此能在設計與開發時不斷的驗證，確認其正確性。

 


DE5-Net FPGA Development Kit

Terasic DE5-Net 除了應用於機器人的加速之外，也十分適合用於無延遲交易、雲端運算、高階運算、數據、網路及訊號處理等應用。

DE5-Net 採用 Intel Stratix V GX FPGA，支援 PCI Express 3.0，四個外部 10G SFP+，無需依賴外部 PHY 即能加速網路應用。 (關於 DE5-Net 詳盡資訊請點擊此連結 ) 


DE5a-Net Arria 10 FPGA Development Kit

對於更快速的網路通訊應用，Terasic 提供使用最新的 Arria 10 GX FPGA 的 PCI Express 開發板 DE5a-NET，該卡提供四個 40G QSFP 通訊埠。(關於 DE5a-Net 詳盡資訊請點擊此連結 )
 

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(影片出處：IEEE )

相關連結
IEEE 原文報導：Motion-Planning Chip Speeds Robots