電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）3 月 31 日晚，在淘寶交個(gè)朋友直播間，宇樹科技的人形機(jī)器人 G1 化身 AI 機(jī)器人主播進(jìn)行直播帶貨，售賣宇樹科技的機(jī)器狗 GO2。僅僅 1 分鐘，銷售額就突破了 100 萬(wàn)元，直播持續(xù)十多分鐘后，最終成交額約達(dá) 190 萬(wàn)元。這不僅是全球首次機(jī)器人直播帶貨的實(shí)踐，也是宇樹機(jī)器人在春晚之后，眾多火爆出圈場(chǎng)景中的又一典型。

在宇樹科技量產(chǎn)型機(jī)器人的硬件方案中，有一款來(lái)自雅特力科技的 MCU——AT32F415，主要承擔(dān)關(guān)節(jié)控制任務(wù)。該器件采用 Arm? Cortex?-M4 處理核心，最高主頻可達(dá) 150MHz，集成了高速 ADC、豐富的 PWM 通道，以及 CAN、UART 等多種通信接口，特別適用于高自由度關(guān)節(jié)控制以及多軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠有效強(qiáng)化機(jī)器人動(dòng)作的協(xié)調(diào)性與實(shí)時(shí)反應(yīng)能力。

在電子發(fā)燒友網(wǎng)推出的《人形機(jī)器人的電機(jī)控制和傳感器》專題里，雅特力科技也參與其中，這為我們深入了解該公司在人形機(jī)器人領(lǐng)域的布局提供了契機(jī)。

以高性能 MCU 為核心，布局人形機(jī)器人控制與感知?

在人形機(jī)器人領(lǐng)域，芯片需求廣泛覆蓋計(jì)算、控制、傳感、通信以及電源管理等多個(gè)關(guān)鍵方面，以此確保機(jī)器人能夠高效運(yùn)作并實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。計(jì)算芯片負(fù)責(zé) AI 推理、路徑規(guī)劃以及視覺(jué)處理，具備強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)與并行計(jì)算能力。運(yùn)動(dòng)控制則主要依賴高性能 MCU、DSP 以及 FPGA，用于步態(tài)規(guī)劃、平衡控制以及多軸協(xié)調(diào)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片保障伺服電機(jī)和 BLDC 電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)速與扭矩控制。傳感芯片讓機(jī)器人得以感知環(huán)境、測(cè)量自身姿態(tài)并實(shí)現(xiàn)力覺(jué)反饋。此外，高速通信對(duì)于確保內(nèi)部和外部設(shè)備間低延遲的數(shù)據(jù)交互至關(guān)重要。電源管理芯片則致力于優(yōu)化能耗，提升機(jī)器人的續(xù)航能力。這些芯片協(xié)同工作，賦予人形機(jī)器人智能感知、穩(wěn)定控制、靈活執(zhí)行以及高效通訊的能力，滿足工業(yè)、服務(wù)、科研等多種不同場(chǎng)景的應(yīng)用需求。?

隨著 AI 技術(shù)、芯片技術(shù)與機(jī)械工程的深度融合，人形機(jī)器人正逐步從科幻設(shè)想走進(jìn)現(xiàn)實(shí)生活。其面臨的核心挑戰(zhàn)在于如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制、環(huán)境感知以及實(shí)時(shí)決策。而高性能 MCU 作為整個(gè)系統(tǒng)的 “神經(jīng)中樞”，承擔(dān)著數(shù)據(jù)處理、指令執(zhí)行以及多模塊協(xié)同的關(guān)鍵職能。

雅特力科技表示，該公司的 MCU 以高算力和高可靠性聞名，部分已量產(chǎn)產(chǎn)品能夠滿足機(jī)器人應(yīng)用需求。與人形機(jī)器人相比，傳統(tǒng)電機(jī)控制需求相對(duì)簡(jiǎn)單，而人形機(jī)器人的電機(jī)控制要復(fù)雜得多，比如：?
·人形機(jī)器人通常擁有多個(gè)關(guān)節(jié)，每個(gè)關(guān)節(jié)都需要精準(zhǔn)的伺服控制，以此實(shí)現(xiàn)自然、協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)。?
·機(jī)器人在行走、跳躍、抓取等動(dòng)作過(guò)程中，需要快速針對(duì)環(huán)境變化做出調(diào)整，比如地面坡度改變、受到外力干擾等情況。?
·人形機(jī)器人涉及多傳感器融合，像陀螺儀、加速度計(jì)、力傳感器等，這就需要高速通信能力來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合。

雅特力專門針對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)研發(fā)了電機(jī)專用 MCU AT32M412/M416 系列。該系列集成了豐富的外設(shè)接口，CPU 運(yùn)算性能高速可達(dá) 180MHz，能夠滿足市場(chǎng)對(duì)于高性能、高可靠性以及高精度電機(jī)控制解決方案的急切需求。有助于人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制、更流暢的交互體驗(yàn)以及更高效的能量管理，為行業(yè)提供高性價(jià)比且高可靠性的芯片解決方案。具體來(lái)說(shuō)，AT32M412/M416 系列具備以下特征優(yōu)勢(shì)：?
·高效電機(jī)控制能力：內(nèi)置 2 個(gè) 12 位的 ADC（采樣率高達(dá) 2.5Msps）、2 個(gè) 6 位的 DAC、2 個(gè)比較器（CMP）以及 4 個(gè)帶可編程增益（PGA）功能的運(yùn)算放大器（OP）。還配備 6 個(gè)通用 16 位定時(shí)器（其中包括 1 個(gè)用于電機(jī)控制的 PWM 高級(jí)定時(shí)器）等。支持 FOC（磁場(chǎng)定向控制）和方波控制，能夠精準(zhǔn)控制機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、靈活的運(yùn)動(dòng)。

·強(qiáng)大計(jì)算性能：搭載 ARM? Cortex?-M4F 內(nèi)核，主頻高達(dá) 180MHz，能夠高效執(zhí)行復(fù)雜的電機(jī)算法，確保機(jī)器人在動(dòng)態(tài)環(huán)境下能夠快速響應(yīng)并保持穩(wěn)定控制。

·實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與通信：支持 CAN/CAN-FD、USART 等多種通信接口，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人各模塊之間的高效數(shù)據(jù)傳輸，保障機(jī)器人的動(dòng)作協(xié)調(diào)與智能決策能力。

此外，雅特力科技還在規(guī)劃基于更先進(jìn)工藝制程、具備 NPU 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)處理單元的產(chǎn)品，以滿足日益增長(zhǎng)的高算力需求。

創(chuàng)新融合，助力人形機(jī)器人規(guī)?；涞?/strong>

人形機(jī)器人的子系統(tǒng)涵蓋感知層、運(yùn)動(dòng)層、心智層和動(dòng)力層。其中，感知是控制和執(zhí)行的基礎(chǔ)，是人形機(jī)器人完成各類擬人行為的信息入口。人形機(jī)器人通過(guò)各類傳感器模組/系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的感知，并為控制和執(zhí)行環(huán)節(jié)提供實(shí)時(shí)反饋。

在人形機(jī)器人的感知領(lǐng)域，雅特力重點(diǎn)聚焦 IMU（慣性測(cè)量單元）、力/扭矩傳感器、視覺(jué)傳感器、觸覺(jué)傳感器、超聲波/ LiDAR 等關(guān)鍵傳感技術(shù)。這些傳感器用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人精準(zhǔn)的姿態(tài)控制、環(huán)境感知、交互反饋以及路徑規(guī)劃。雅特力科技的 AT32F423 系列采用 ARM?Cortex?-M4F 內(nèi)核，CPU 主頻高達(dá) 150MHz，配備 1 個(gè)采樣率高達(dá) 5.33Msps 的 12 位 24 通道高速 ADC。能夠加速 IMU 姿態(tài)解算、力反饋控制以及濾波算法。該系列集成豐富的外設(shè)接口，可高效處理 IMU、力傳感器、LiDAR 數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步與融合。內(nèi)置高速 ADC 能夠精準(zhǔn)采樣觸覺(jué)、壓力和扭矩傳感器數(shù)據(jù)，提升交互體驗(yàn)。

雅特力科技指出，未來(lái)人形機(jī)器人的電機(jī)控制將朝著高精度、高響應(yīng)、多電機(jī)協(xié)同、低功耗小體積方向發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)更自然的動(dòng)作控制和更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間。在傳感技術(shù)方面，機(jī)器人將依賴 IMU、力傳感器、觸覺(jué)、視覺(jué)、LiDAR 等多傳感器融合，實(shí)現(xiàn)更智能的環(huán)境感知和人機(jī)交互。未來(lái)芯片的發(fā)展將圍繞高性能計(jì)算、AI 賦能、低功耗優(yōu)化以及多傳感器融合展開，推動(dòng)人形機(jī)器人朝著更智能、更精準(zhǔn)、更節(jié)能的方向發(fā)展。

為順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，雅特力將通過(guò)高性能 MCU、電機(jī)控制優(yōu)化、AI 感知處理等進(jìn)行平臺(tái)建設(shè)，并在軟件算法等方面進(jìn)行技術(shù)布局，提供高性價(jià)比的芯片解決方案。針對(duì)電機(jī)控制，將持續(xù)優(yōu)化 FOC、高速 PWM、智能功耗管理等關(guān)鍵技術(shù)，提升機(jī)器人動(dòng)作的流暢度與能效。在傳感處理方面，將加強(qiáng) IMU 和力傳感等芯片適配，并優(yōu)化 EtherCAT 等高速接口與 AI 計(jì)算支持，提高機(jī)器人的環(huán)境感知能力。此外，還將加速 AIoT 生態(tài)建設(shè)，支持機(jī)器人在云端與邊緣設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)智能協(xié)同，為行業(yè)客戶提供更完整的軟硬件一體化解決方案，助力人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)規(guī)模化落地。?