Roboterentwicklung Robotikplattform für vertrauenswürdige Physical AI

Mit dem Open-Source-SDK und Referenzdesigns lassen sich Robotersysteme schneller entwickeln. Das SDK bietet KI-Funktionen, Konnektivität, Motorsteuerung, Sicherheitsfunktionen und Energiemanagement.

Die neue Robotikplattform von NXP Semiconductors basiert auf der NXP Neural-Axis-Architektur, einer verteilten Architektur, die Sensorik, Echtzeitsteuerung, KI-Verarbeitung und Kommunikation in Robotersystemen sicher vernetzt. Die Plattform vereint dabei NXP Security-Technologien und Lösungen für funktionale Sicherheit in einem einheitlichen Hardware- und Software-Ökosystem.

Mit dem einheitlichen, validierten Entwicklungsansatz skalieren Entwickler schnell von einzelnen Funktionen zu vollständigen, vertrauenswürdigen Physical-AI-Systemen. Der Prozess beginnt beispielsweise mit der Evaluierung eines Subsystems zur Motorsteuerung, das bereits mit dem SDK getestet und validiert wurde. Mithilfe des einheitlichen Robotik-SDK, der Referenzdesigns und der Plattformarchitektur lassen sich anschließend Funktionen für KI-basierte Wahrnehmung, Flugsteuerung und Navigation einfach integrieren. So können Entwickler schneller eine vollständige autonome Drohne realisieren.

Vorintegrierte Software und validierte Interoperabilität der Subsysteme

Robotersubsysteme müssen über alle Bauformen hinweg nahtlos zusammenarbeiten. Ihre Integration und Validierung kann für Entwickler daher normalerweise einige Monate in Anspruch nehmen. Die einheitliche Robotikplattform von NXP reduziert diesen Aufwand durch vorintegrierte Software und validierte Interoperabilität der Subsysteme auf wenige Tage oder Wochen. Die Grundlage bildet eine sichere Hardwarearchitektur, die auf dem vielfältigen NXP-Produktportfolio basiert. So können sich Entwickler stärker darauf konzentrieren, ihre Lösungen von anderen abzuheben und neue Ideen umzusetzen.

„Autonome Roboter kommen zunehmend nicht mehr nur in kontrollierten Umgebungen zum Einsatz, sondern auch dort, wo Menschen leben und arbeiten. Damit wird das Vertrauen in diese Systeme zu einer entscheidenden Voraussetzung für ihre Akzeptanz“, erklärt Jerome Legros, Vice President und General Manager Robotics bei NXP Semiconductors. „Um dieses Vertrauen zu schaffen, benötigen Entwickler eine Architektur, die Cybersecurity, funktionale Sicherheit, Echtzeitsteuerung und Zuverlässigkeit über den gesamten Lebenszyklus von Anfang an berücksichtigt. Die Robotikplattform von NXP vereint diese unverzichtbaren Anforderungen in einer skalierbaren Architektur und unterstützt Entwickler dabei, die nächste Generation vertrauenswürdiger Physical-AI-Systeme zu entwickeln.“

Schneller zum Protoypen und auf den Markt

„Bei der Entwicklung von Drohnen zählt vor allem Geschwindigkeit. Der Markt entwickelt sich rasant, Kundenanforderungen ändern sich schnell und ständig kommen neue autonome Funktionen hinzu“, sagt James McClearen, CTO bei blueflite. „Die einheitliche Robotikplattform von NXP bietet eine sofort einsatzbereite Grundlage, die Entwicklungszyklen verkürzt. So können wir neue Ideen evaluieren, schneller Prototypen erstellen und innovative Lösungen effizienter auf den Markt bringen.“

„In der Hochleistungsrobotik, insbesondere bei Drohnensystemen, reicht Rechenleistung allein nicht aus“, erklärt Srdjan Kovačević, CEO und Mitgründer von Orqa. „Entscheidend sind eine effiziente Kommunikation zwischen den Recheneinheiten, ein vorhersagbares Systemverhalten und extrem niedrige Latenzen. Durch die enge Zusammenarbeit mit NXP können wir diese Herausforderungen bereits auf Architekturebene angehen und schaffen damit eine bessere Grundlage für die nächste Generation von Robotersystemen. Das ist heute wichtiger denn je, da die Anforderungen an fortschrittliche unbemannte Systeme unter realen Einsatzbedingungen immer weiter steigen.“

Die Robotikplattform von NXP unterstützt branchenübliche Robotik-Frameworks und schafft eine gemeinsame Hardware- und Softwarebasis für die Robotikentwicklung. Das modulare Open-Source-SDK bietet Treiber, Middleware-Integration, Referenzanwendungen, Konfigurationstools und wiederverwendbare Softwarekomponenten. Dazu gehört auch die Integration etablierter Open-Source-Technologien wie PX4, Zephyr und ROS 2.

Die Referenzdesigns der Plattform integrieren sichere Datenverarbeitung, deterministische Echtzeitsteuerung und auf funktionale Sicherheit vorbereitete Systemarchitekturen, die auf dem vielfältigen NXP-Hardwareportfolio basieren. Damit können Entwickler Roboter entwickeln, die unter realen Einsatzbedingungen sicher und zuverlässig arbeiten.

In 30 Minuten vom Design zur ersten Drohnenfunktionalität

Die für die Prototypenentwicklung vorbereiteten Referenzdesigns der Plattform kombinieren die sicheren Lösungen von NXP mit integrierter Unterstützung für funktionale Sicherheit. Die ersten Referenzdesigns der einheitlichen Robotikplattform unterstützen Drohnenanwendungen. Dazu gehören NavQ95 für autonome Datenverarbeitung und Flugsteuerung auf Basis des i.MX 95 Applikationsprozessors oder Tropic VMU/FMU, eine Flight Management Unit auf Basis der i.MX RT1064 Crossover-MCU.

Der 100Base-T1 Sensor Node ermöglicht intelligente Sensorvernetzung auf Basis der MCU MCX N947, während der AM32-kompatible elektronische Drehzahlregler zur Motorsteuerung auf der MCU MCX A13 aufbaut.

Jedes Referenzdesign umfasst Funktionen für funktionale Sicherheit und Security des jeweiligen Hauptprozessors, die sich unabhängig von den robotikspezifischen Funktionen aktivieren lassen. Mithilfe des Robotik-SDKs und der Referenzdesigns können Entwickler innerhalb von 30 Minuten eine erste Drohnenfunktionalität umsetzen, ohne die einzelnen Komponenten zuvor selbst integrieren zu müssen.

Künftig wird die Plattform weitere autonome Systeme unterstützen, die Umgebungswahrnehmung, Navigation, Motorsteuerung, Konnektivität und einen sicheren Echtzeitbetrieb benötigen. Geplant sind unter anderem Referenzdesigns für Serviceroboter, autonome mobile Roboter (AMRs) und andere autonome Systeme. Die einheitliche Robotikplattform von NXP ist ab sofort verfügbar. Dazu gehören die Referenzdesigns für Drohnen sowie das zugehörige SDK. Zusätzliche Funktionen und Komponenten zur Unterstützung weiterer autonomer Systeme sollen in der zweiten Jahreshälfte 2027 verfügbar sein.

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