【導(dǎo)讀】在剛閉幕的2026慕尼黑上海電子展上，機(jī)器人無疑是全場(chǎng)矚目的焦點(diǎn)之一。從工業(yè)產(chǎn)線上的協(xié)作機(jī)器人，到現(xiàn)代倉儲(chǔ)物流的自主移動(dòng)機(jī)器人，再到在通用人工智能與具身智能催化下蓄勢(shì)待發(fā)的人形機(jī)器人，機(jī)器人正在從相對(duì)封閉、結(jié)構(gòu)化的環(huán)境走向更加開放和復(fù)雜的物理世界。
應(yīng)用邊界不斷拓展的同時(shí)，機(jī)器人研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)也在發(fā)生變化。研發(fā)周期長(zhǎng)、BOM成本高、可靠性不足是橫亙?cè)谡麢C(jī)廠商面前的“三座大山”。
在本屆慕展期間，安森美（onsemi）模擬與混合信號(hào)事業(yè)群業(yè)務(wù)拓展高級(jí)經(jīng)理Henry Yang 發(fā)表了題為《AMR系統(tǒng)級(jí)解決方案：從智能感知到高效驅(qū)動(dòng)的全鏈路賦能》的主旨演講。站在整機(jī)系統(tǒng)的宏觀視角，安森美錨定了移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵拐點(diǎn)：自主移動(dòng)機(jī)器人正加速從“單點(diǎn)性能比拼”走向“系統(tǒng)級(jí)可靠性競(jìng)爭(zhēng)”。
安森美（onsemi）模擬與混合信號(hào)事業(yè)群業(yè)務(wù)拓展高級(jí)經(jīng)理Henry Yang
一、拐點(diǎn)已至：為什么“單點(diǎn)拼湊”撐不起機(jī)器人的未來？
機(jī)器人是一項(xiàng)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程。
以自主移動(dòng)機(jī)器人（AMR）為例，一臺(tái)完整的機(jī)器人通常需要集成圖像傳感器、深度傳感器、激光雷達(dá)、超聲波傳感器、位置傳感器等多種感知設(shè)備，同時(shí)還要完成?SLAM建圖、路徑規(guī)劃、障礙物識(shí)別、運(yùn)動(dòng)控制、電池管理和內(nèi)部通信。
隨著機(jī)器人搭載的傳感器、執(zhí)行器和關(guān)節(jié)數(shù)量持續(xù)增加，系統(tǒng)復(fù)雜度也在快速上升。不同子系統(tǒng)之間不僅需要實(shí)現(xiàn)功能連接，還要在數(shù)據(jù)時(shí)序、電源供給、通信帶寬、熱管理和電磁兼容等方面保持協(xié)同。
Henry Yang 指出，當(dāng)具身智能要求機(jī)器人走進(jìn)更復(fù)雜的無人或人機(jī)協(xié)作環(huán)境時(shí)，任何一個(gè)微小的器件級(jí)失效，都可能導(dǎo)致整機(jī)癱瘓。因此，行業(yè)迫切需要跳出局部的“器件思維”，站在全局的“系統(tǒng)級(jí)架構(gòu)”高度，重構(gòu)感知、決策與驅(qū)動(dòng)的全鏈路。
二、從器件供應(yīng)商到系統(tǒng)賦能者
針對(duì)機(jī)器人開發(fā)中的系統(tǒng)集成挑戰(zhàn)，安森美構(gòu)建并持續(xù)迭代AMR技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)，將感知、通信、電源管理和運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)等技術(shù)放入完整系統(tǒng)中進(jìn)行組合驗(yàn)證。
安森美的AMR技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)覆蓋電源分配、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、有線通信、鋰電池充電、處理器、傳感器融合和LED照明七個(gè)子系統(tǒng)。
AMR Prototype DEMO
1.智能感知鏈路：讓機(jī)器人看清并理解物理世界
在感知側(cè)，安森美覆蓋圖像、深度、超聲波、激光雷達(dá)接收、壓力和位置檢測(cè)等技術(shù)。例如，AR0235CS采用全局快門，可減少高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)偽影；AF0130集成片上深度處理，可降低對(duì)外部存儲(chǔ)器、FPGA和額外計(jì)算資源的需求；NCV75215和NCV7192則分別用于近距離測(cè)距以及力、壓力等信號(hào)檢測(cè)。
NCS32100采用非接觸式感應(yīng)測(cè)量，在38毫米傳感器尺寸條件下，典型位置精度可達(dá)到±50角秒，可用于車輪、電機(jī)和機(jī)器人關(guān)節(jié)的位置反饋。安森美還提供PCB線圈設(shè)計(jì)工具，幫助客戶降低定制開發(fā)難度。
2.電源與驅(qū)動(dòng)：提升系統(tǒng)集成度
在驅(qū)動(dòng)與電源側(cè)，安森美依托其在寬禁帶半導(dǎo)體（碳化硅&氮化鎵）以及傳統(tǒng)硅功率領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力，為機(jī)器人打造了堅(jiān)實(shí)的能量骨骼。
NCD83591是一款60V三相柵極驅(qū)動(dòng)器，集成電荷泵和放大器，可配合外部MOSFET構(gòu)成無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)級(jí)。面向機(jī)器人關(guān)節(jié)，安森美還展示了結(jié)合GaN功率器件、柵極驅(qū)動(dòng)和感應(yīng)式位置檢測(cè)的執(zhí)行器方案。
在電源分配環(huán)節(jié)，NIS3071四通道電子保險(xiǎn)絲可為不同負(fù)載提供可配置的過流和熱保護(hù)，并減少外部檢流器件。安森美還展示了面向3kW鋰電池充電的功率轉(zhuǎn)換方案，覆蓋功率因數(shù)校正、LLC諧振轉(zhuǎn)換和同步整流。
3.全以太網(wǎng)化的骨干通信網(wǎng)
傳統(tǒng)CAN 總線在數(shù)據(jù)率上已無法滿足日益龐大的點(diǎn)云和圖像數(shù)據(jù)吞吐需求。安森美的10BASE-T1S 工業(yè)以太網(wǎng)控制器（NCN26010），能夠支持在單對(duì)雙絞線上實(shí)現(xiàn)10Mbps的半雙工多點(diǎn)共線通信，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)CAN總線。在未來，我們基于最新的65nm工藝的TREO平臺(tái)會(huì)迭代更多有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。
4.縮短研發(fā)周期與優(yōu)化綜合成本
對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人廠商而言，系統(tǒng)級(jí)方案的價(jià)值主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：降低底層開發(fā)復(fù)雜度，以及優(yōu)化BOM和整體系統(tǒng)成本。
安森美的AMR技術(shù)方案配套評(píng)估板、參考設(shè)計(jì)和開發(fā)工具，例如NCS32100 PCB線圈設(shè)計(jì)工具。客戶可以基于這些經(jīng)過驗(yàn)證的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)開展開發(fā)，減少部分重復(fù)選型和底層調(diào)試工作，將更多資源投入SLAM算法、應(yīng)用軟件和整機(jī)差異化設(shè)計(jì)。
在成本方面，系統(tǒng)級(jí)方案也有利于減少不必要的外圍器件、接口轉(zhuǎn)換和重復(fù)設(shè)計(jì)。例如，高集成度的柵極驅(qū)動(dòng)器有助于簡(jiǎn)化外圍電路；NIS3071電子保險(xiǎn)絲無需外部電流分流電阻，可減少部分保護(hù)器件；10BASE-T1S則可在單對(duì)雙絞線上連接多個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，幫助簡(jiǎn)化通信架構(gòu)和布線。
與此同時(shí)，更早開展子系統(tǒng)協(xié)同驗(yàn)證，也有助于減少后期返工和故障排查成本，提升整機(jī)維護(hù)效率。
三、展望未來：面向具身智能與人形機(jī)器人
隨著具身智能和人形機(jī)器人持續(xù)發(fā)展，機(jī)器人將集成更多傳感器、關(guān)節(jié)執(zhí)行器和通信節(jié)點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)集成度、功耗、實(shí)時(shí)性和可靠性提出更高要求。
從AMR進(jìn)一步覆蓋機(jī)器人頭部感知、機(jī)械臂、關(guān)節(jié)執(zhí)行器和傳感機(jī)械手。安森美在AMR技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)中積累的感知、通信、電源管理和運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)能力，也可以為更復(fù)雜的機(jī)器人應(yīng)用提供技術(shù)參考。
在人形機(jī)器人中，頭部可通過圖像傳感器和iToF深度傳感器獲取環(huán)境信息；壓力和力傳感接口可用于抓握及受力檢測(cè)；感應(yīng)式位置傳感器可為電機(jī)和關(guān)節(jié)提供位置反饋；GaN功率器件、柵極驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)控制方案，則有助于構(gòu)建更加緊湊、高效的關(guān)節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)。
從智能感知到高效驅(qū)動(dòng)，安森美將繼續(xù)依托系統(tǒng)級(jí)方案、參考設(shè)計(jì)和開發(fā)工具，幫助客戶降低底層集成復(fù)雜度，為移動(dòng)機(jī)器人、具身智能和人形機(jī)器人走向?qū)嶋H應(yīng)用提供更加可靠、高效的支持。
