技術コラム
フィジカルAI時代のロボットを支える水晶デバイスの役割

※画像はイメージです
イントロダクション
近年注目を集める「フィジカルAI」や「ヒューマノイドロボット」。これらにおいては、多数のアクチュエータやセンサーの安定動作に加えて、高度なAI処理機能が必要とされます。当社では、これらロボティクスの進化・拡大に対応するため、小型・高精度・高周波といった様々な設計要求に応える製品を幅広くラインアップしています。
フィジカルAI時代のロボット
フィジカルAIの登場により、ロボットは「プログラム通り正確に動く機械」から「自律して判断し、環境に適応する存在」へと変わりつつあります。その象徴的存在であるヒューマノイドロボットは、工場内にとどまらず物流倉庫内やヘルスケアの現場、家庭など、将来的には人間と同じ空間で自律的に動作することを期待されています。
フィジカルAI......物理的空間での動作のデータを学習し、ロボットを手足として物理的作業を行うAI。

フィジカルAI・ヒューマノイドロボットのアーキテクチャ
従来の産業用ロボットと異なる点は、①関節数の増加により、多数のアクチュエータを使用する点、②室温などが変化しても安定して動作する外部環境への耐性が求められる点、③統合的な処理を担うAIチップの性能要求が高まる点等が挙げられます。使用するタイミングデバイスについても、それらに応じた小型/超小型・高精度・高周波への対応が求められます。
ブロック図(ヒューマノイドロボット)

当社製品の強み
高機能化/関節数の増加に伴いモジュールの数が増加し、小型部品の需要が見込まれます。当社製品は小型パッケージかつ低消費電力設計で、ロボティクス用途に最適です。
ロボットは屋外をはじめとする、様々な環境で動くことが想定されます。当社の高精度TCXOは温度変化のある環境でも安定した動作を続けることが可能です。
特に高速信号伝送が必要な高性能AIモジュールでは、低ジッタが要求されます。当社の超低ジッタ製品はシステムの品質を向上させます。
8MHzから625MHzの広範囲周波数に対応し、カスタム仕様にも柔軟に対応可能です。特に高周波製品については、フォトリソグラフィー技術を用いて高品質な製品を提供しています。
人間の近くで動作するロボットには、高い安全性が求められます。当社は車載分野で豊富な実績を有し、車載グレードの安全基準AEC-Q100、200に準拠した製品ラインナップを揃えています。
アプリケーション別製品例
下記は一例です。サンプル提供や回路検討等、技術サポートを通じて導入を支援いたします。
| アプリケーション | 使用されている水晶デバイス | クロック周波数 |
|---|---|---|
| PCIe AI accelerator *Peripheral Component Interconnect Express |
・差動出力SPXO | 100/125MHz |
| 10GbE AI accelerator *10 Gigabit Ethernet |
・差動出力SPXO | 156.25MHz |
| CSI AI accelerator *Camera Serial Interface |
・水晶振動子(MHz帯)
・サーミスタ付き水晶振動子 ・SPXO |
Camera:24/26/27 MHz SoC:19.2/25 MHz |
| MCU/FPGA | ・水晶振動子(MHz帯) | 8/12/16/25MHz |
| Sensor |
・水晶振動子(kHz帯)
・水晶振動子(MHz帯) ・TCXO ・SPXO |
32.768kHz 10/20MHz 40/50MHz |
| PWM-controlled actuator | ・水晶振動子(MHz帯) | 24/32MHz |
| Motion control actuator |
・水晶振動子(kHz帯)
・水晶振動子(MHz帯) ・SPXO |
32.768kHz 40MHz |
| Networked actuator | ・水晶振動子(MHz帯) | 25/50 MHz |
| Wireless communication | ・水晶振動子(MHz帯) | 26/38.4/40/48MHz |
当社は、拡大していくロボティクス市場をはじめ幅広い分野においてエレクトロニクスの課題を解決し、高速通信・高精度制御における品質向上に貢献してまいります。
お問い合わせ先
水晶デバイスについてのご相談や技術的なご質問など、まずはお気軽にお問合せください。
製品に関するお問い合わせ TEL : 03-5453-6723
E-Mail:newsrelease@ndk.com