電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文 / 吳子鵬）人形機(jī)器人的控制鏈與感知鏈，作為實(shí)現(xiàn)智能化操作及環(huán)境交互的核心技術(shù)體系，正通過深度協(xié)同，助力人形機(jī)器人突破非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的多任務(wù)執(zhí)行瓶頸，逐步成為工業(yè)、服務(wù)、醫(yī)療等領(lǐng)域的關(guān)鍵生產(chǎn)力要素。

在電子發(fā)燒友網(wǎng)《人形機(jī)器人的電機(jī)控制和傳感器》專題中，我們特邀納芯微技術(shù)市場經(jīng)理高峰與陳旭驊，兩位專家分享了納芯微在人形機(jī)器人控制鏈與感知鏈的全面布局、實(shí)踐成果，以及對未來發(fā)展趨勢的洞察。本文為下篇，聚焦陳旭驊對納芯微在人形機(jī)器人感知鏈布局的解讀。

納芯微技術(shù)市場經(jīng)理陳旭驊

人形機(jī)器人感知特性與發(fā)展趨勢

感知系統(tǒng)堪稱人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化與自主行動(dòng)的核心能力，其性能直接關(guān)乎機(jī)器人在環(huán)境感知與導(dǎo)航、人機(jī)交互、安全保障及執(zhí)行精度等方面的表現(xiàn)。陳旭驊指出，當(dāng)前納芯微在人形機(jī)器人感知系統(tǒng)領(lǐng)域，重點(diǎn)關(guān)注機(jī)械臂、腿部關(guān)節(jié)、靈巧手、電池管理、視覺傳感模塊及電子皮膚等應(yīng)用方向。

在機(jī)械臂應(yīng)用中，納芯微的傳感器方案分別服務(wù)于減速器前的電機(jī)控制及減速器后的關(guān)節(jié)控制。借助各類角度編碼器，助力機(jī)器人實(shí)現(xiàn)高精度閉環(huán)位置控制，滿足目前人形機(jī)器人客戶對 0.1° 以內(nèi)精度的嚴(yán)苛要求。

在腿部關(guān)節(jié)應(yīng)用中，納芯微的傳感器方案覆蓋電機(jī)端與絲桿末端，通過各類角度編碼器及直線位移檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度閉環(huán)位置控制，系統(tǒng)化解決腿部關(guān)節(jié)在各類復(fù)雜應(yīng)用場景中的需求。?

在靈巧手應(yīng)用中，納芯微的傳感器方案主要用于空心杯電機(jī)與末端關(guān)節(jié)的位置檢測，借助納芯微超小封裝的編碼器組合方案，進(jìn)而滿足空心杯磁編碼器與末端關(guān)節(jié)磁編碼器應(yīng)用，達(dá)成手部精確角度控制。

在電池管理應(yīng)用中，電池管理模塊需運(yùn)用納芯微的電流傳感器，實(shí)現(xiàn)對電池能耗及充電過程的精準(zhǔn)管理。?

在視覺傳感模塊應(yīng)用中，納芯微的傳感器主要圍繞機(jī)器人視覺管理模塊，涵蓋 3D 相機(jī)與激光雷達(dá)兩種技術(shù)路徑。這兩種視覺管理模塊中的振鏡與轉(zhuǎn)鏡結(jié)構(gòu)，均依賴磁編碼器提供精確角度運(yùn)動(dòng)信息。

在電子皮膚應(yīng)用中，整體方案涉及點(diǎn)矩陣磁性觸覺檢測、關(guān)節(jié)限位檢測、各類壓力傳感模塊及溫度傳感模塊等，這些均為納芯微未來重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵傳感器技術(shù)領(lǐng)域。?
陳旭驊預(yù)測，未來傳感器將朝著小型化與多維感應(yīng)方向發(fā)展。隨著人形機(jī)器人在機(jī)械臂、腿部關(guān)節(jié)乃至視覺檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)等方面的發(fā)展，傳統(tǒng) 2D 平面角度安裝方式已無法滿足日益嚴(yán)苛的裝機(jī)需求，各類應(yīng)用對編碼器的安裝條件及感應(yīng)方式提出了全新挑戰(zhàn)。
?
此外，隨著人形機(jī)器人功能不斷拓展，既要承擔(dān)大扭矩工作，如搬運(yùn)、組裝；又需完成精細(xì)化操作，如電焊、精密生產(chǎn)等任務(wù)。這對編碼器的精度與可靠性提出了更高要求。對于芯片而言，在滿足高精度及未來 2D 甚至 3D 感應(yīng)需求的同時(shí)，提升可靠性成為必然趨勢。人形機(jī)器人的大規(guī)模落地與普及，將促使傳感器功能安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提升，推動(dòng)芯片技術(shù)向高可靠性方向持續(xù)演進(jìn)。未來，芯片可靠性與安全性更優(yōu)的廠商，有望在市場競爭中占據(jù)更大份額。?

納芯微豐富的傳感器芯片方案

針對上述感知需求，納芯微提供了豐富的芯片解決方案，涵蓋多種用于采集關(guān)鍵物理量的傳感器：?
電流、電壓采樣：Hall 傳感器（NSM201x, NSM211x, NSM203x，MT951x, NSM2311）、隔離放大器（NSI1400, NSI1300, NSI1200C, NSI1312, NSI1311）、放大器（NSOPA9xxx, NSOPA8xxx, NSOPA084）；
溫濕度監(jiān)測：溫濕度傳感器（NST1001、NST1002、NSHT3x 等）；?
角度與位置獲取：磁性角度傳感器（NSM301x，MT65xx，MT6835，MT6826s）、線性位置傳感器（MT910x）、開關(guān)位置傳感器（MT83xx，MT89xx）；?
壓力測量：壓力傳感器（NSA/C9260x、NSA/C2860x 等）。?

借助這些傳感器，人形機(jī)器人設(shè)計(jì)人員能夠全方位采集機(jī)器人內(nèi)部系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的輸入與輸出數(shù)據(jù)，為機(jī)器人運(yùn)行提供完整且強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持，構(gòu)建完善的機(jī)器人閉環(huán)系統(tǒng)。

值得一提的是，2024 年納芯微完成對磁傳感器公司麥歌恩的收購，此次收購進(jìn)一步豐富了納芯微在磁傳感器領(lǐng)域的產(chǎn)品品類，與現(xiàn)有產(chǎn)品形成互補(bǔ)，顯著提升了其在磁傳感器市場的競爭力，為人形機(jī)器人業(yè)務(wù)提供了更為堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。?

把握人形機(jī)器人市場機(jī)遇?

《人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，2024 年中國人形機(jī)器人市場規(guī)模約達(dá) 27.6 億元，預(yù)計(jì)到 2030 年有望突破千億元大關(guān)。2025 年，特斯拉、優(yōu)必選、宇樹科技等國內(nèi)外廠商計(jì)劃實(shí)現(xiàn)數(shù)千至數(shù)萬臺(tái)的量產(chǎn)目標(biāo)，工業(yè)制造場景（如汽車工廠質(zhì)檢、搬運(yùn)）將率先實(shí)現(xiàn)規(guī)模化落地。

陳旭驊表示，在人形機(jī)器人規(guī)模化落地進(jìn)程中，技術(shù)瓶頸正不斷被突破，國產(chǎn)供應(yīng)鏈也在迅速崛起。同時(shí)，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展受政策與資本雙輪驅(qū)動(dòng)，國內(nèi)政策明確支持人形機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，長三角、珠三角等地已形成相關(guān)企業(yè)集群；資本的加速涌入，也為人形機(jī)器人技術(shù)迭代與商業(yè)化落地注入強(qiáng)大動(dòng)力。?

從應(yīng)用場景拓展來看，人形機(jī)器人正逐步分層推進(jìn)。短期內(nèi)，特種行業(yè)如危化防爆、救援等領(lǐng)域?qū)⒙氏葘?shí)現(xiàn)應(yīng)用落地，通過高效操作彌補(bǔ)自主性不足；未來 3 至 5 年，智能制造場景將逐步普及，成本因素將驅(qū)動(dòng)人形機(jī)器人形態(tài)的優(yōu)化選擇；長期來看，商用及家庭服務(wù)領(lǐng)域需求有望大規(guī)模爆發(fā)，屆時(shí)人形機(jī)器人成本將大幅下降，自主性與交互性將進(jìn)一步提升。

作為專注應(yīng)用創(chuàng)新的半導(dǎo)體企業(yè)，納芯微在人形機(jī)器人快速發(fā)展的浪潮中，首先聚焦高動(dòng)態(tài)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與傳感器的深度融合。通過高集成驅(qū)動(dòng)電路疊加傳感器方案，推出適配空心杯電機(jī)或無邊框電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片解決方案，支持角秒級定位精度，滿足人形機(jī)器人關(guān)節(jié)高功率密度需求。

其次，納芯微積極投身生態(tài)合作，構(gòu)建國產(chǎn)化供應(yīng)鏈與開源生態(tài)體系，與聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室及高校展開深度合作。通過技術(shù)攻關(guān)，提升電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)與傳感器靈敏度，加速國產(chǎn)執(zhí)行器的研發(fā)與落地。同時(shí)，納芯微積極參與開源生態(tài)建設(shè)，提供標(biāo)準(zhǔn)化驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)芯片解決方案，有效降低客戶開發(fā)門檻。

在新興應(yīng)用蓬勃發(fā)展的浪潮中，納芯微秉持 “芯片性能突破 + 生態(tài)協(xié)同創(chuàng)新” 的戰(zhàn)略理念，深度融入人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程，助力客戶在量產(chǎn)競爭中搶占先機(jī)，推動(dòng)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)邁向新的發(fā)展階段。?