Digitale Zwillinge verbessern Sicherheitsvalidierung für humanoide Roboter

Humanoide Roboter erfordern eng integrierte Sensorik, Datenverarbeitung, Aktorik und Sicherheitsmechanismen, um in Industrie- und Serviceumgebungen mit menschlicher Infrastruktur zu arbeiten. In diesem Zusammenhang hat die Infineon Technologies AG ihre Zusammenarbeit mit NVIDIA zur Entwicklung digitaler Zwillingsarchitekturen für humanoide Robotik erweitert.

Halbleiterintegration für Physical-AI-Architekturen
Die Zusammenarbeit konzentriert sich auf Systemarchitekturen für sogenannte Physical AI, bei denen Halbleiterkomponenten es Robotern ermöglichen, ihre Umgebung zu erfassen, Daten in Echtzeit zu verarbeiten und Bewegungen auszuführen. Zu den Zielanwendungen gehören Fertigung, Logistik und Servicerobotik, in denen humanoide Plattformen für Aufgaben wie Materialhandling oder Inspektionen untersucht werden.

Infineon bringt Halbleitertechnologien wie Motorsteuerungen, Mikrocontroller, Leistungselektronik und Hardware-Sicherheitskomponenten ein, während NVIDIA KI-Rechenplattformen, Robotik-Softwareframeworks und Simulationsumgebungen bereitstellt.

Die Zusammenarbeit baut auf einer im August 2025 angekündigten Kooperation auf und soll die skalierbare Einführung von Robotern durch Referenzarchitekturen unterstützen, die Infineon Smart-Aktoren mit der NVIDIA Jetson Thor Plattform sowie Validierungsprozessen im NVIDIA Halos AI Systems Inspection Lab kombinieren.

Simulationsgestützte Entwicklung mit digitalen Zwillingen
Ein zentrales technisches Element ist der Einsatz digitaler Zwillinge von Infineon Smart-Aktoren und ausgewählten Sensoren. Diese Modelle werden in NVIDIA Isaac Sim und NVIDIA Isaac Lab integriert – Simulations- und Trainingsumgebungen für Robotik, die zur Prüfung von Bewegungssteuerung, Wahrnehmung und Interaktionsszenarien eingesetzt werden.

Durch die Validierung des Roboterverhaltens in virtuellen Umgebungen vor der Hardwareintegration können Entwickler Integrations- und Leistungsprobleme frühzeitig im Engineering-Prozess erkennen. Dieser Ansatz soll Entwicklungsrisiken reduzieren und kürzere Entwicklungszyklen für humanoide Roboter in industriellen Anwendungen ermöglichen.

Die Simulationsworkflows unterstützen zudem Tests unter realitätsnahen Betriebsbedingungen, wie sie in automatisierten Produktionsumgebungen und der digitalen Lieferkette auftreten.

Referenzdesigns verbinden Rechenleistung, Steuerung und Sicherheit
Die Zusammenarbeit umfasst die Entwicklung einer gemeinsamen Systemarchitektur mit Fokus auf niedrige Latenzen, kompakte Bauformen und hohe Leistungsdichte. Geplante Referenzdesigns kombinieren Infineon-Motorsteuerungstechnologien mit der NVIDIA Holoscan Sensor Bridge und der NVIDIA Jetson Thor Entwicklerplattform.

Infineon AURIX™ Mikrocontroller und PSOC™ Bausteine sind Teil der Steuerungsarchitektur, einschließlich Unterstützung für Post-Quantum-Cryptography-(PQC)-Mechanismen zum Schutz von Firmware und Systemkommunikation.

Auch Sicherheitsarchitekturen mit Hardware-Trusted-Platform-Module-(TPM)-Komponenten und weiteren Schutzbausteinen sind Bestandteil der Zusammenarbeit. Diese sollen KI-Modelle und Betriebsdaten vom Edge-System bis zur Cloud absichern. Die Architektur umfasst unter anderem Secure-Boot-Mechanismen, verschlüsselte Kommunikation und geschützte Over-the-Air-Updates.

Funktionale Sicherheitskonzepte für zertifizierbare Robotersysteme
Die Kooperation umfasst außerdem die Beteiligung am NVIDIA Halos Sicherheitsframework, das sich mit Sicherheitsarchitekturen für Robotik und autonome Systeme auf Level-4-Niveau befasst. Ziel ist die Integration von Hardware- und Software-Sicherheitsmechanismen zur Unterstützung zertifizierbarer Systemdesigns.

Infineon trägt dazu sicherheitsorientierte Halbleiterplattformen und Cybersecurity-Mechanismen bei, die funktionale Sicherheitsanforderungen über Sensorik-, Steuerungs- und Aktorebenen hinweg unterstützen.

Halbleiteranteil und Hardwareumfang in humanoiden Robotern
Das Robotikportfolio von Infineon umfasst Sensoren, Mikrocontroller, Aktoren, Konnektivitätslösungen einschließlich Ethernet-basierter Netzwerktechnologien, Speicherbausteine sowie Batteriemanagementsysteme. Zudem verweist das Unternehmen auf seine Halbleitertechnologien auf Basis von Silizium (Si), Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN).

Auf Basis von Stücklistenannahmen schätzt Infineon den Halbleiteranteil pro humanoidem Roboter auf etwa 500 US-Dollar. Diese Zahl verdeutlicht den Umfang der erforderlichen Halbleiterbausteine für Sensorik, Steuerung, Bewegung und Konnektivität.

Im Rahmen der Zusammenarbeit mit NVIDIA und Herstellern humanoider Roboter konzentriert sich die Entwicklung auf Hardwareplattformen, die den Übergang von Prototypen zur industriellen Nutzung unterstützen sollen.

Redigiert von der Industriejournalistin Aishwarya Mambet, mit KI-Unterstützung.

www.infineon.com