AI 機器人開發，為什麼需要 CAN Bus？ 技術文章｜機器人｜機械手臂｜無人機｜自駕平台｜ROS｜CANopen 機器狗、機械手臂、無人機、自駕車……這些 AI 應用的「大腦」也許是 GPU 或工控電腦，但真正讓馬達轉動、讓感測器回報資料的，往往是一條 CAN Bus。本文透過 Kvaser 的機器人應用與實際案例，帶您了解 CAN 在 AI 機器人裡扮演的角色，以及開發時需要哪些工具。 集研科技為 Kvaser 台灣原廠授權代理商，提供 Kvaser CAN 介面、資料記錄器與中文技術支援。 機器人是一個「分散式」系統 機器人通常結合大量的感測器與致動器，以分散式架構連接，並搭配多個處理單元。CAN 是汽車設計中最廣泛使用的匯流排架構，適用於任何需要網路架構的控制系統；在這類系統中，CAN 能大幅簡化線束。 上層：AI 運算 工控電腦、GPU 或自駕運算單元，負責感知、決策與路徑規劃。 中間：CAN 介面 把電腦接上 CAN 網路，讓上層軟體與分散在各處的控制器溝通。 下層：控制器 馬達驅動器、電池、感測器等節點，透過 CAN 匯流排互相連接。 CAN 之上還需要「高層協定」 CAN 本身只定義實體層與資料鏈結層，因此機器人應用通常還需要一個高層協定（HLP）。機器人應用常見的高層協定包括 CANopen 與 MicroCANopen，所有 Kvaser CAN 介面都相容這兩種協定。無人系統則有專為高可靠、即時通訊設計的 UAVCAN。 想了解各種高層協定的差異，請參考：CAN 高層協定介紹：CANopen、J1939、DeviceNet 差異與選擇指南。 Kvaser 應用案例：CAN 在機器人裡做什麼？ 太空模組化機械手臂｜關節驅動控制 德國布倫瑞克工業大學、亞琛工業大學與柏林工業大學合作的 HOMER 專案，開發了兩台模組化機械手臂展示機 LISA 與 MARGE，可在運作中自我重新組態。每個模組的電子機架內以 PCB 型 CAN 介面控制 Copley Controls 伺服驅動器，研究團隊使用 Kvaser Leaf Light HS v2 CB。這種設計未來可延伸到海底維護與核反應爐維護等地面應用。 核電廠檢測機器人｜100 公尺遠端控制 法國 SRA SAVAC 開發用於檢測核電廠蒸汽產生器內數千根垂直管的機器人。機器人以磁性輪移動、搭載 4 mm 影像探頭，透過約 100 公尺的線路以 CAN 協定遠端控制；主控電腦整合了 Kvaser 的 CAN 介面、SDK 與驅動程式庫。該公司設計工程師 Benjamin Gratton 表示：「CAN 擁有成熟的生態系，許多 DSP 都內建 CAN 控制器。」 自主農業機器人｜高階軟體與 CAN 控制器溝通 美國內布拉斯加大學林肯分校以 CAN 匯流排開發自主農業車輛，包括 40 匹馬力的機器人拖拉機 Flex-Ro。研究團隊以 Kvaser Leaf Light HS v2 建立高階軟體與車上分散式 CAN 控制器之間的通訊，並以 Kvaser USBcan Pro 2xHS v2 從拖拉機的 CAN 匯流排收集運作資料。 工業級無人機｜驗證電池通訊 瑞典無人機製造商 Airolit 使用 Kvaser U100 測試電池通訊，確認電池送出正確的訊框、沒有通訊延遲。相較於業餘機型常用的 UART／序列通訊，CAN 具有更好的可靠度與抗電磁干擾能力。→ 延伸閱讀：無人機也在用 CAN 開發 AI 機器人時，常見的 CAN 工作 開發階段 要做的事 可搭配的 Kvaser 工具 上層軟體接 CAN 讓工控電腦或 ROS 程式收送 CAN 訊息 USB 或嵌入式 CAN 介面、CANlib SDK、Linux 驅動 除錯與監看 即時查看匯流排訊息、確認節點有沒有正確回應 Kvaser CanKing 7（免費） 現場長時間記錄 不接電腦，在設備上記錄 CAN 資料，事後分析 Kvaser Memorator 資料記錄器 整合進設備 把 CAN 介面裝進機器內部的電腦 Mini PCI Express、M.2 等嵌入式介面卡 ※ 機器人的關節與周邊通訊依產品設計而定，並非所有機器人都使用 CAN；請依您的系統規格選型。 用 ROS 開發？Kvaser 也支援 AutonomouStuff 已以 Kvaser Linux 驅動為基礎，為 Kvaser 介面建立 ROS（Robot Operating System）支援。→ 延伸閱讀：ROS 機器人也能接 Kvaser 常見問題 Q1：AI 機器人一定會用到 CAN 嗎？ 不一定，依產品設計而定。但機器人通常是由大量感測器與致動器組成的分散式系統，CAN 能大幅簡化這類系統的線束，因此在機械手臂、檢測機器人、農業機器人與無人機等應用中都有實際案例。 Q2：機器人用的 CANopen，Kvaser 介面可以用嗎？ 可以。所有 Kvaser CAN 介面都相容 CANopen 與 MicroCANopen。 Q3：學生或實驗室想試做機器人 CAN 專案，可以申請贊助嗎？ 可以參考 Kvaser 學術支持計畫，針對大學 CAN 相關專案提供硬體申請與學術優惠。詳情請見 Kvaser 學術支持計畫。 延伸閱讀 ROS 機器人接 Kvaser 無人機與 UAVCAN 大學自駕車隊選 CAN 介面 CanEduDev Rover 自駕研究平台 ※ 應用案例取材自 Kvaser 發布之案例資料，產品規格以原廠最新資料為準。