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随着人工智能算法的发展,尤其是多模态大模型技术的突破性进展,机器人产业的发展显著加速,具身智能机器人成为备受瞩目的领域。近日,荣格有幸采访到安森美应用工程经理Theo Kersjes,围绕具身智能机器人的量产、技术难点及短期攻关重点等话题展开深入交流。
安森美应用工程经理Theo Kersjes
2025年,具身智能机器人“量产元年”?
最初的机器人是固定式、执行重复任务的工业机器,如今已演变为能够在物理世界中移动、具备实时感知能力的智能系统。这些机器人走出受控空间,在物流、医疗保健、农业、零售和安防等领域发挥作用,因此必须能够安全地与人类协同工作。技术挑战之一是在所有条件下确保安全。
“最终,所有机器人应用场景的实现都依赖于人工智能与先进感知和控制技术的融合。”Theo Kersjes分享道。
当谈及是否认同2025年是具身智能机器人的“量产元年”时,Theo Kersjes表示,2025年标志着从技术验证向具体新兴应用场景过渡的开始。虽然具身智能机器人的大规模量产仍需数年,但这正是机器人技术开始往更高水平和能力发展并大规模朝更多应用场景渗透的开端。
除了技术上的挑战,具身智能机器人在供应链和成本控制等方面也面临诸多挑战。供应链不稳定会使生产计划被打乱,无法按时交付产品;高成本则使产品缺乏市场竞争力,难以实现大规模销售,进而影响量产的规模和速度。找到创新的技术解决方案,并且拥有稳定的供应链对于机器人制造商在激烈的市场竞争中立足尤为重要。
安森美全方位参与,攻克技术难点
安森美(onsemi)为机器人子系统提供全面且详尽的系统解决方案指南,涵盖传感器、有线通信、配电、电机驱动、电池充电、LED信号灯等多个领域。例如,在智能感知和电源方案领域,安森美通过集成电感式位置传感,实现安全、响应迅速的人机交互。同时,作为提供多种传感器方案的供应商,安森美可以提供机器人所需的高分辨率图像传感器,以及支持机器人底部探测的高性价比超声波传感器。
在具身机器人环节中,深度感知是关键挑战之一。今年第1季度,安森美推出的Hyperlux ID系列传感器,采用间接飞行时间技术(Indirect Time-of-Flight),解决了运动伪影问题,能够实现高灵敏度探测,输出精准的感知结果,分辨率高达120万像素,深度达1毫米。这种深度感知能力正使末端执行器(End-effectors,又称机械臂末端工具/EOAT)得以完成日益精密的操作任务。
采用Hyperlux SG系列100万/200万像素传感器的立体视觉相机同样适用于深度感知场景,是间接飞行时间(iToF)技术的替代方案。此外,卷帘快门图像传感器家族(包含超低功耗的Hyperlux LP系列与高动态范围的Hyperlux LH系列)还适用于物体检测与避障。
在机器人应用领域,安森美的一个差异化竞争优势是电感式位置传感器技术。其旗舰产品NCS32100作为绝对式旋转编码器,在测量单圈/多圈运动时精度领先业界,可精准捕获位置、方向、转速及转动计数等参数,精度高达±50角秒。相较于光学编码器,电感式编码器具备极强抗干扰能力,不易受振动及灰尘、水渍、油污或金属碎屑等污染物的影响;相比于磁编码器,该方案不仅显著降低元件成本与数量,更完全规避了对稀土金属的依赖。
除尖端产品外,安森美还打造了模块化工艺技术Treo平台——这是业界最先进的模拟和混合信号平台之一。该平台基于65纳米BCD(双极-CMOS-DMOS)工艺构建,采用模块化架构并集成不断进化、稳健可靠的IP构建单元,可赋能新一代电源管理IC、传感器接口、通信设备及标准产品线的开发。
“看到客户采用我们的产品创造出日益先进的具身智能机器人,令人振奋不已。”Theo Kersjes表示。
具身智能机器人如何安全走出实验室?
动态平衡(双足行走)、精细操作(抓取微小物体)、续航(目标8小时)是具身智能机器人安全走出实验室的几大评判标准,但其当前依然面临挑战。
双足行走机器人存在额外的安全隐患——这类机器人需持续供电以维持平衡。若双足机器人走在楼梯上时突然断电,可能沿楼梯跌落伤人。当前行业正大力制定相关安全标准。短期内,双足/四足机器人仅在特殊场景启用,例如需跨楼层巡逻的安防机器人,可在无人时段执行楼梯攀爬任务。而工厂平坦地面的机械臂机器人目前多采用轮式移动,因其效率与安全性更优。结合机械臂(操作端)与移动底盘(平台)的移动操作机器人(Mobile Manipulator Robots)正加速渗透工业工作流。
精细操作上,虽然实验室中一些机器人已经能够完成较为复杂的抓取任务,但在商用环境中,面对各种形状、材质和纹理的微小物体,抓取的准确性和稳定性仍有待提高;续航方面,实验室中一些机器人能够实现较长时间的运行,但距离8小时的商用目标还有一定差距。而且在实际应用中,机器人需要在不同的工作环境下运行,电池的性能会受到温度、负载等因素的影响,进一步增加了续航的难度。
安森美提供多种技术推动具身智能机器人的发展。Treo模拟混合信号平台为新一代应用打造高性能模拟/混合信号产品;智能感知传感器实现移动系统的实时环境感知、精准定位及自适应决策;紧凑型低功耗感知方案适配轮式机器人至人形平台等全形态硬件;智能电源产品优化移动平台电池功耗管理与使用效率。
“未来这些机器人将突破预设任务与静态环境的限制,通过情境学习适应非结构化场景,实现跨场景能力迁移,完成从规则驱动向行为智能的范式跃迁。这一进化由基础模型与实时环境反馈共同驱动。”Theo Kersjes分享道。
随着技术的不断进步和行业的共同努力,相信具身智能机器人将在更多领域得到广泛应用,为人们的生活和工作带来更多便利。而安森美凭借其先进的技术和全面的解决方案,也将在具身智能机器人领域为我们带来更多惊喜,让我们共同期待!