電子發(fā)燒友網報道(文 / 吳子鵬)?根據 GGII 預測數據,2024 年全球人形機器人市場規(guī)模達 10.17 億美元,預計到 2030 年將激增至 150 億美元,年復合增長率超 56%。當前,人形機器人正處于高速增長的爆發(fā)期,智能化與安全性成為技術發(fā)展的核心方向,也是產業(yè)突破面臨的關鍵挑戰(zhàn)。?
在電子發(fā)燒友網《人形機器人的電機控制和傳感器》專題中,國民技術指出,人形機器人對芯片在高性能、低功耗、集成度、封裝尺寸、通信速度及安全性等多方面均有較高要求。針對這些需求,國民技術憑借 20 余年設計與量產經驗,聚焦 “通用 + 安全”,創(chuàng)新研發(fā)布局通用 MCU、安全芯片、無線射頻、電源管理等技術與產品。具體而言,國民技術提供基于 Arm? Cortex?-M4F、Arm? Cortex?-M7 內核的高性能 MCU 產品;基于 Arm? Cortex?-M4F 內核的低功耗 MCU 產品,以及電量計 / AFE 產品;在通信方面支持 USB HS OTG/CAN-FD/EtherCAT 等高速 I/F;在封裝方面,系列產品涵蓋傳統(tǒng)與先進的封裝類型。?
更高效的電機控制?
人形機器人的控制架構可類比人類神經系統(tǒng),分為大腦(決策層)、小腦(運動協(xié)調層)、關節(jié)(執(zhí)行層)、末端(交互層)四大層級。其中,大腦和小腦主要承擔決策和控制協(xié)調任務;關節(jié)負責將控制指令轉化為物理運動,實現肢體靈活性與負載能力;末端則負責直接與環(huán)境交互,完成抓取、操作等具體任務。?
要實現智能化的人形機器人,不僅需具備強大的大腦和小腦,還需靈敏、高效的關節(jié)和末端,而相當一部分功能的實現依賴于電機驅動。國民技術認為,相比傳統(tǒng)電機控制,人形機器人對電機控制在精度、通信響應速度、小型化等方面有著特殊要求。國民技術基于 Arm? Cortex?-M4F、Arm? Cortex?-M7 內核的高性能 MCU 具有 100ps 級別的 PWM 精度,集成了 EtherCAT 等高速 I/F。通過片內總線集成 EtherCAT,可達到更快的數據訪問速度,縮短電控的響應時間。這些增強特性在伺服控制、編碼器等關節(jié)驅動應用中具有顯著優(yōu)勢,尤其適用于人形機器人的電機控制。?
在需要邊緣 AI 的人形機器人關節(jié)和末端方案中,國民技術提供高算力的 M4、M7 產品。在具體的方案里,電機控制約占用 20% 的算力,仍有約 80% 的算力可用于端側 AI 算法運行,從而在前端執(zhí)行一些離線 AI 算法。目前,國民技術正推進關節(jié)模塊方案的開發(fā),以及離線 AI 資源的分析與優(yōu)化。?
未來,人形機器人將適配更多使用場景,需求數量將大幅攀升。國民技術的 MCU 產品已在關節(jié)驅動、編碼器、驅動模組網關、激光檢測模組、IMU 模塊、舵機等場景進行相關布局,助力人形機器人在更擬人化、人性化方面進一步發(fā)展。后續(xù),國民技術將在靈活性、集成度等方面實現更大提升,通過傳感 + 計算 + 動作一體化方案實現本地高效處理,進一步推動電控芯片向更高集成度發(fā)展,以減小 PCBA 面積并提高響應的實時性。?
更安全的方案實現?
如前所述,人形機器人追求智能化的前提是確保系統(tǒng)的安全性,這包括功能上的可靠性與信息安全兩個方面。?
在功能可靠性方面,人形機器人全身數百個零部件需經過嚴格測試,并且人形機器人整機在進行整機測試前,需通過單腿負重、多關節(jié)耐久性等分項測試。此外,《人形機器人分類分級應用指南》明確了 L1-L4 技術等級和 G1-G5 智能化階段,規(guī)范了開發(fā)與應用。?
在信息安全性方面,國民技術指出,人形機器人作為高度集成且交互復雜的智能硬件設備,其信息安全需要進行深層次、多維度的保護。涵蓋硬件安全、數據安全、網絡安全、身份與訪問控制、軟件安全、物理交互安全、AI 模型安全、供應鏈安全、合規(guī)與標準、生態(tài)安全、倫理與社會責任等多個領域。?
國民技術擁有國內首個企業(yè)級安全攻防實驗室,是國內最早的安全芯片廠商之一。公司匯聚了業(yè)內大量經驗豐富的安全專家,具備強大的供應鏈能力和豐富的量產經驗。公司研發(fā)的安全產品/方案具有高安全性、可靠硬件、Turn-key 解決方案、完善安全平臺等特點,并通過了第三方機構全面的安全資質認證(包括商密二級、ITSEC EAL5+、CC EAL4 + 等),能夠有效解決人形機器人涉及的硬件安全、數據安全、身份與訪問控制、軟件安全、AI 模型安全等安全問題,為人形機器人、具身智能、隱私計算等應用安全保駕護航。?
結語?
在人形機器人產業(yè)爆發(fā)的進程中,國民技術以 “通用 + 安全” 雙輪驅動,為智能機器人的核心控制系統(tǒng)提供了關鍵支撐。其基于高性能 MCU 與安全芯片的技術布局,不僅滿足了人形機器人在電機控制精度、響應速度及集成度上的嚴苛要求,更通過深層次的信息安全架構,為人形機器人的可靠性與智能化發(fā)展筑牢安全屏障。
從關節(jié)驅動到邊緣 AI,從硬件防護到數據安全,國民技術正憑借 20 余年的技術積累與創(chuàng)新能力,推動人形機器人向更靈活、更安全、更人性化的方向進化。隨著行業(yè)標準的逐步完善與應用場景的持續(xù)拓展,國民技術的技術創(chuàng)新與產業(yè)協(xié)同,有望成為加速人形機器人普及的核心推動引擎。?
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