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(duì)未來發(fā)展趨勢(shì)的洞察。本文為下篇，聚焦陳旭驊對(duì)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(shì)

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(duì) 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(cè)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(cè)，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(duì)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(cè)、關(guān)節(jié)限位檢測(cè)、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(cè)，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(cè)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(duì)編碼器的安裝條件及感應(yīng)方式提出了全新挑戰(zhàn)。
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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(duì)編碼器的精度與可靠性提出了更高要求。對(duì)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(shì)。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(duì)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(cè)：溫濕度傳感器（NST1001、NST1002、NSHT3x 等）；?
角度與位置獲?。?/strong>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(cè)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(duì)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。?