人形機器人市場正快速從概念走向商用落地。得益于傳感、驅動與邊緣智能技術的大幅進步，原本僅存在于科研實驗室的成果，現(xiàn)已成為工廠、倉庫及各類服務場景落地應用。

隨著這類系統(tǒng)承擔愈發(fā)復雜的任務，開發(fā)人員必須在嚴苛的功耗與散熱限制下，實現(xiàn)高密度傳感器融合、亞微秒級電機控制環(huán)路和實時感知能力。如今核心問題已不再是 “能否造出人形機器人”，而是能否確保其安全、自主地運行。

萊迪思 FPGA 在這一轉型中扮演關鍵角色：在驅動感知與靈巧操作的電機和傳感器近端，提供低功耗、高確定性的處理能力。通過添加錨定可信平臺模塊（TPM）的安全功能和硬件可信根（HRoT）架構，這類器件還能幫助研發(fā)團隊在機器人的每個分布式節(jié)點上強化系統(tǒng)完整性。

我們近期專訪了萊迪思安全業(yè)務副總裁Eric Sivertson，探討如何通過錨定TPM的FPGA保障人形機器人安全、實現(xiàn)確定性控制以及未來量產(chǎn)的路徑。

問：您如何看待當前人形機器人市場的成熟度？

答：該市場尚處于早期階段，但發(fā)展迅速。我們看到人形機器人正從研究和試點階段向早期商業(yè)部署過渡。人形機器人代表了“具身智能”的終極形態(tài)，不過市場尚未成熟，應用也未廣泛普及，盡管我們已看到其發(fā)展勢頭日益強勁。

目前，最大的挑戰(zhàn)仍在于可靠性、成本效益和監(jiān)管準備情況。主要參與者包括特斯拉（Optimus項目）、波士頓動力（Atlas項目）、Figure AI、Agility Robotics以及中國的幾家新興企業(yè)。投資勢頭強勁，行業(yè)預測顯示，到2030年，市場規(guī)模將達到約60億至65億美元，復合年增長率極高。許多分析師預計，2026年至2027年將是一個重大轉折點，因此我們即將見證人形機器人的真正騰飛。

問：客戶在評估人形機器人平臺時，最常遇到哪些技術難題？

答：實用性是最常見的擔憂之一。由于該技術尚處于早期階段，許多原型和試點項目未能達到工業(yè)級標準，例如99.99%的正常運行時間、7×24 小時全天候連續(xù)運行，以及安全、無縫地融入工廠車間等人類工作環(huán)境。

客戶最常遇到的問題集中在硬件限制、人工智能集成和運行可靠性上，具體可細分為電池續(xù)航和能效、靈活性與操控能力、人工智能自主決策及從模擬環(huán)境到現(xiàn)實環(huán)境的轉化、正常運行時間和可靠性（無故障運行時長），以及平衡與移動能力。

這些方面的問題都存在挑戰(zhàn)和不足，但可靠性、正常運行時間以及靈活性與操控能力是最大的風險來源，其次是電池續(xù)航和能效。

問：安全性正成為人形機器人的首要需求。對于信任、安全以及錨定可信平臺模塊（TPM）的FPGA解決方案所扮演的角色，客戶提出了哪些擔憂？

答：對人形機器人而言，功能安全與信息安全密不可分。隨著人形機器人從受控的開發(fā)和測試環(huán)境，進入工廠車間、倉庫、家庭、商業(yè)場所等人類共同活動的空間，物理安全、網(wǎng)絡安全與隱私保護正日益受到大型企業(yè)與早期消費者的高度關注。

一臺被入侵或不可信的人形機器人，遠不止是技術故障或系統(tǒng)失效那么簡單。它可能造成人身傷害，危及財產(chǎn)與生命安全；在缺乏人類行為通常受到的道德約束與后果約束的情況下，引發(fā)合規(guī)違規(guī)；滲透并竊取原本因無原生網(wǎng)絡連接而對人不可達的關鍵數(shù)據(jù)或系統(tǒng)；一旦共性安全漏洞被發(fā)現(xiàn)，還可能被利用來控制或指揮其他人形機器人；侵犯協(xié)作人員的隱私；或對不應監(jiān)控的環(huán)境進行不當監(jiān)測，引發(fā)對 “監(jiān)控社會” 的擔憂。這類場景風險極高，最終會侵蝕用戶信任，阻礙產(chǎn)品普及。

基于錨定TPM的FPGA解決方案通過提供一種基于標準的方法來解決這些擔憂。這種方法由可信計算組織（Trusted Computing Group）的可信平臺模塊（TPM）規(guī)范定義，用于驗證FPGA控制下的人形機器人系統(tǒng)的關鍵要素。FPGA是人形機器人指令與控制方面最有效的技術之一，長期以來一直用于精細運動控制，包括義肢、手指、關節(jié)和其他精密執(zhí)行器。

通過將FPGA固有的并行處理能力與基于TPM的強大驗證、實時網(wǎng)絡彈性以及先進的加密技術相結合，開發(fā)人員可以在人形機器人內部建立一個高度可信的執(zhí)行環(huán)境。FPGA可以并行實施多重故障安全保護，例如鎖步冗余投票安全控制、對關鍵攻擊面的持續(xù)實時驗證以便在入侵發(fā)生前化解威脅，以及在高負載或故障場景下快速本地推理，避免機器人中央處理系統(tǒng)過載。

將這些能力錨定在基于 TPM 的強硬件可信根上，有助于最大限度降低功能安全與網(wǎng)絡安全領域的級聯(lián)風險。

問：萊迪思FPGA為人形機器人開發(fā)人員帶來了哪些核心價值？

答：萊迪思 FPGA 在底層硬件層面具備與生俱來的實時確定性，這為人形機器人開發(fā)帶來巨大價值。與 CPU、GPU、MPU、MCU 等基于微編碼和基于指令的處理器不同（這類處理器受限于指令流水線），F(xiàn)PGA直接在硬件中實現(xiàn)功能，使關鍵操作能在單個時鐘周期內可預測地完成，而非經(jīng)過多條延遲可變的指令序列。

這種確定性對于人形機器人系統(tǒng)實現(xiàn)快速、精確的決策和可靠執(zhí)行至關重要。此外，萊迪思提供了一系列強大的具有一流加密和安全功能的可信根（RoT）FPGA，可在電機、關節(jié)、手指、執(zhí)行器等最關鍵的控制點嵌入強安全防護。萊迪思FPGA還非常適合滿足不同尺寸、性能等級和能力的人形機器人的各種電機控制需求。將先進的電機控制與基于RoT的安全功能相結合，能大幅提升攻擊者入侵機器人關鍵物理接口的難度。

最后，以鎖步配置部署多個FPGA可進一步提高冗余度和安全性，實現(xiàn)有彈性的實時操作，同時針對故障和攻擊提供強大的保護。

問：團隊在首次評估人形機器人安全性時存在哪些誤區(qū)——您希望他們能更早明白哪些道理？

答：這是一個很好的問題。研發(fā)人形機器人的團隊確實走在技術前沿。但我發(fā)現(xiàn)，其中不少團隊在評估和構建人形機器人安全方案時，仍在沿用傳統(tǒng) IT、工業(yè)機器人或消費級物聯(lián)網(wǎng)的安全模型。這些都是大家熟悉、研究充分、看似已有成熟解決方案的領域。然而，人形機器人不屬于其中任何一類，即便它融合了所有這些領域的元素。這很容易導致 “方枘圓鑿” 式的設計謬誤。

需要盡早明確的一點是：安全絕不能在最后階段才 “外掛” 上去。它必須貫穿于整個設計流程，覆蓋人形機器人的全生命周期，成為設計理念中不可或缺的一部分。如果只優(yōu)先解決靈巧性和運動能力，卻不考慮安全問題，往往會在后期給設計者帶來嚴重隱患。那種 “先實現(xiàn)功能，再加強安全” 的思路，通常會引入遠超預期的風險。

另一個挑戰(zhàn)是：在人形機器人中，將網(wǎng)絡安全與功能安全分離開來，要比在其他許多系統(tǒng)中困難得多。二者必須協(xié)同設計、密不可分。一臺本身機械安全、運動無傷害的人形機器人，仍可能通過網(wǎng)絡攻擊而變成武器。在這種情況下，機器人反而會借助安全系統(tǒng)確保動作規(guī)范、精準可控，以安全且精準的方式執(zhí)行惡意行為。要防范這類風險，就必須對安全機制與功能安全機制進行協(xié)同設計，并謹慎平衡二者之間的取舍。通常，功能安全系統(tǒng)的核心是監(jiān)測故障并維持正常運行；而典型的信息安全系統(tǒng)在發(fā)生入侵或安全故障時，策略是停機或拒絕服務。盡管監(jiān)測機制可能相似，但預設響應方式從根本上是對立的。在優(yōu)秀的人形機器人系統(tǒng)設計中，為這兩者設定合理的優(yōu)先級至關重要。

還有一個常見誤區(qū)是認為僅靠基于 TPM 的可信驗證就足夠了。在靜態(tài)系統(tǒng)中，這或許成立，但對人形機器人而言，TPM 只是網(wǎng)絡安全彈性驗證鏈的起點。系統(tǒng)還必須具備主動、實時的監(jiān)測能力和即時的威脅緩解能力。相比于系統(tǒng)在線率或攻擊防護，隱私往往被視為次要問題，但人形機器人天生就是強大的監(jiān)控平臺。多模態(tài)傳感器數(shù)據(jù)的持續(xù)傳輸，即便經(jīng)過匿名化處理，如果管控不當，也可能違反 GDPR、CCPA 等法規(guī)，并侵蝕用戶信任。因此，強有力的數(shù)據(jù)權益保護必不可少。

最后，目前人形機器人還缺乏足夠大規(guī)模的真實場景部署，無法充分暴露惡意分子可能利用的所有漏洞。這容易造成一種虛假安全感：只要在實驗室里能用，在現(xiàn)實世界就一定能用。如果說有哪個應用場景值得反復進行模擬攻擊、滲透測試，并秉持 “再怎么謹慎都不為過” 的心態(tài)，那一定是人形機器人的安全設計。

結論

隨著人形機器人從小型試點項目走向大規(guī)模部署，最終取得成功的，必將是那些將可信安全視為核心設計需求的團隊。分布在傳感器與控制模塊中的智能，需要一個安全、可預測的底層支撐。

基于 FPGA 的可信根（Root-of-Trust）與 TPM 相結合，能夠滿足這一需求：既支持身份驗證啟動、節(jié)點身份識別和彈性更新流程，同時還能優(yōu)化控制回路時序與傳感器管理。

萊迪思的解決方案讓開發(fā)者能夠快速推進開發(fā)，同時不犧牲安全性與可靠性。人形機器人潛力巨大，與之相伴的是確保這些系統(tǒng)在現(xiàn)實世界中能夠安全運行的重大責任。憑借正確的安全架構，我們能夠打造出靈活、智能、值得信賴的機器人。