在现代机器人产业蓬勃发展的背景下,安全性成为限制技术广泛应用的关键因素之一。Sonair这家挪威创业公司,以其创新的3D超声波传感器ADAR走在行业前沿,凭借Rust编程语言支持的软件开发,致力于打造世界上首款安全认证级别的超声波传感器,为自主移动机器人(AMR)和协作机器人(Cobot)安全运营提供可靠保障。 传统的传感器技术如摄像头、LiDAR(激光雷达)等,虽然在感知领域发挥着重要作用,但在安全认证上仍面临巨大挑战。尤其是基于人工智能的摄像头算法,因缺乏确定性和可验证的安全性能,暂时无法轻松通过严格的安全标准认证。同时,标准的2D LiDAR只能提供有限的一个平面切片视角,而安全级别更高的三维LiDAR体积较大、价格昂贵,且视角覆盖仍有限。与此形成鲜明对比的是,ADAR超声波传感器以其独有的180°×180°真三维覆盖视野脱颖而出。
ADAR的工作原理基于空气中的声波传播,类似于汽车中的停车传感器,但将探测范围提升为三维空间,能准确感知距离与方向,通过反射波的数据分析得到环境中的3D点云信息。虽然声波传播速度较光波慢得多,这带来单次采样的延迟,但声波穿透表面反射与透明障碍物的特性使它在复杂环境下展现强大优势。同时,ADAR几乎无机械运动部件(仅含麦克风膜片),提升设备可靠性,降低维护成本。 Sonair在ADAR软件开发中大胆采用Rust语言,最初出于技术探索和对C、C++语言痛点的规避。Rust具备强类型系统和内存安全保障,能在编译阶段防止多类常见错误,这对开发安全关键型软件尤为重要。尽管Rust本身尚未获得完整的安全认证,但随着Ferrous Systems推出Ferrocene安全认证的Rust工具链,Sonair看到了借助Rust打造安全认证产品的明确路径。
团队72%以上的核心功能代码计划以Rust实现,其中关键安全功能已实现百分百Rust编写,确保软件质量和可验证性。 安全认证通常遵循国际功能安全标准IEC 61508(工业领域)、ISO 26262(汽车行业)等,要求产品具备极低的失效概率和完备的开发文档与测试体系,如100%语句覆盖的单元测试、故障注入以及软硬件集成测试。传统安全认证软件主要基于C语言及其扩展,由于C语言本身存在诸多潜在缺陷,带来隐患较大,Rust的内存安全和类型安全特性为安全认证软件开发提供了理想替代。 然而,要将Rust纳入安全认证体系,除了工具链本身的安全认证外,关键运行库如libcore也需通过认证。Sonair与Ferrous Systems紧密协作,期待年底能实现libcore核心子集的认证覆盖,极大便利使用Rust的软件安全认证工作。与此同时,安全认证要求限制使用未经严格验证的第三方依赖,Sonair面临着对依赖库进行审核改写或自行实现的巨大挑战,使得开发过程复杂且艰巨。
在应用层面,ADAR目前主攻自主移动机器人安全领域。随着电商和物流仓储行业大量部署AMR,市场规模迅速扩大,亚马逊等巨头公司已部署数百万台机器人。ADAR作为安全传感器,与摄像头等导航设备形成互补,摄像头处理环境理解和路径规划,ADAR负责严格的安全物体检测,确保机器人在动态环境中避免碰撞。这种硬件与软件结合的安全体系满足国际监管法规,推动机器人应用进入更严格的工业及公共环境。 ADAR技术也看到其他潜在应用场景,例如工业协作机械臂和汽车低速辅助驾驶等。尽管因声波传播速度限制,汽车领域目前为非主要目标,但随着产品防护等级提升,将有望扩展至更宽广的市场。
此外,Sonair已与多个机器人制造商及零部件供应商展开合作,传感器产品已由20余家潜在客户进行实地评估,部分客户如日本FUJI公司已在零售机器人中实用测试,预计未来几年内进入实际量产和市场推广阶段。 团队的专业背景为Sonair成功奠定基础。创始团队汲取挪威国家研究院SINTEF 20年超声波基础研发成果,融合医疗超声领域专家经验,打造高效能、低功耗、微型化超声硬件。Sonair组织结构扁平,跨学科合作密切,软件、电子、超声物理多领域人才深度融合,促使复杂技术高效落地。 在人才层面,虽然团队大多刚接触Rust,但通用软件开发能力强,适应Rust极快,团队对该语言的积极态度成为吸引人才利器。Esben Albrektsen,Sonair软件负责人,坚信"用态度招聘,用技能培养",强调协作和创新文化助推团队成长。
借助Rust在嵌入式系统和算法层面的优势,团队实现产品快速迭代和功能提升。 安全认证不仅是市场准入门槛,更是客户选型的重要考虑因素。各国政府及行业法规明文规定符合特定重量与速度的机器人必须配备安全认证传感器,否则限制其运营。相比传统LiDAR,ADAR凭借稳定的性能、无机械运动部件、较低制造成本及优异的三维视野范围,为客户提供全新选择,也预示机器人产业对安全认证软件需求的未来发展趋势。 随着Sonair在2025年底实现基于Ferrocene Rust工具链的固件关键编译里程碑,产品认证进程进入快车道。结合不断完善的安全库及测试策略,Sonair有望年底实现初步安全认证,为后续市场推广奠定坚实基础。
启用Rust不仅提升了产品安全与开发效率,也为机器人行业树立了创新标杆。 未来,随着机器人数量在制造、物流、服务业快速增长,人机共存和协作成为常态,安全的重要性日益上升。Rust语言独特的安全机制、现代化生态及日渐成熟的认证路线,将推动更多机器人企业采纳安全认证Rust,全面提升产业安全标准和技术门槛,开启机器人安全感知新篇章。Sonair的探索与实践,正是这一变革的先锋,使得高性能、经济实用且可认证的机器人安全传感解决方案指日可待。 综上,安全认证Rust不仅为机器人传感器领域树立创新标准,更揭示了工业安全软件开发的未来方向。Sonair通过结合超声波技术和Rust编程语言,突破了传统传感器的限制,提供了切实可行的安全认证路径。
随着生态逐渐完善与技术成熟,安全认证Rust将在机器人及相关安全关键系统中发挥愈加关键的作用,推动整个行业迈向更高的安全与可靠性水平。 。
