在全球機器人市場預計2030年突破五萬億美元的巨幅浪潮中，半導體如何賦能這一變革？ADI公司院士陳寶興博士點出：“模擬技術(shù)是機器人‘神經(jīng)’，連接物理與數(shù)字的橋梁?！?

近日，在由ADI主辦的人形機器人媒體分享會上，ADI與機器人行業(yè)先鋒們齊聚一堂，圍繞“激活邊緣智能 共繪具身未來”展開激烈碰撞。

人形機器人正從科幻走向現(xiàn)實，背后是AI、自動化與物理智能的深度融合。陳寶興博士在演講中回顧了AI的70年進化：從1956年達特茅斯會議提出人工智能，到2022年生成式AI的爆發(fā)，再到2025-2030年，具身智能將驅(qū)動機器人從實驗室邁向工廠、家庭。柔性制造、勞動力短缺與AI算法的突破，正加速這一進程。然而，挑戰(zhàn)同樣顯著：如何讓機器人像人類一樣感知、靈巧操作？如何平衡成本與性能？中國作為全球制造與創(chuàng)新熱土，憑借領(lǐng)先的供應鏈與“中國速度”，正成為量產(chǎn)先鋒。但從原型到商業(yè)化，技術(shù)與生態(tài)的協(xié)同仍需突破。

多模態(tài)感知+低延遲控制融合：機器人“神經(jīng)”進化

人形機器人正從單一功能走向“類人靈巧”，突破破延遲、精度和魯棒性的瓶頸是關(guān)鍵所在。從感知到執(zhí)行，技術(shù)趨勢正圍繞多模態(tài)融合、低延遲控制和智能化仿真展開。機器人不再僅靠視覺導航，而是通過視覺、觸覺、聲音等多模態(tài)感知，像人類一樣理解環(huán)境、精準操作。

傳統(tǒng)機器人依賴視覺傳感器，但視覺無法感知材質(zhì)或滑移。ADI的磁耦合觸覺傳感器成為亮點：通過線圈產(chǎn)生磁場、磁阻電橋檢測壓力，靈敏度達1g，分辨率12bit，空間分辨率低于1mm。相比壓阻或電容傳感器（易受水分、灰塵干擾），磁傳感器魯棒性更強，采用差分技術(shù)和磁屏蔽，有效對抗外界磁場干擾。這種技術(shù)已在因時機器人的靈巧手中應用，提升抓取精度。

ADI中國區(qū)工業(yè)市場總監(jiān)蔡振宇補充，ADI的ToF（飛行時間）模塊有1兆像素的、也提供ToF VGA模塊，能夠與觸覺與聲音感知結(jié)合，形成多模態(tài)融合。例如，機器人可通過視覺快速定位杯子，觸覺調(diào)整抓取力度，聲音判斷材質(zhì)，顯著提高分揀任務效率。趨勢上，多模態(tài)感知正從單一視覺向“五官協(xié)同”演進。因時機器人也在演講中分享到，靈巧手添加觸覺傳感器，是來自下游算法和機器人客戶的一致需求。

類人靈巧的另一關(guān)鍵是低延遲控制，類似人類的“脊髓反射”（20-50ms）。機器人需將控制環(huán)路延遲壓縮至10-20ms以內(nèi)，涵蓋感知、處理、通信和驅(qū)動四個環(huán)節(jié)。ADI的解決方案包括：快速響應磁觸覺陣列（1ms）、邊緣AI芯片（實時推理）、GMSL3（12Gbps傳輸，較6Gbps的GMSL2更快）、高響應電機驅(qū)動。以松延動力機器人為例，其空翻動作依賴毫秒級傳動比和能量回收，ADI的低延遲技術(shù)是幕后推手。

與此同時，ADI正將觸覺納入伺服反饋閉環(huán)，實時調(diào)整抓取力（如防滑杯子），在閉環(huán)中添加觸覺反饋將大幅提升機器人的協(xié)調(diào)性。例如，穿線任務需雙手協(xié)作，延遲若超5ms，精度將受影響。未來，控制環(huán)路延遲有望逼近1ms，媲美人類本能。

有了這些關(guān)鍵技術(shù)，如何轉(zhuǎn)化為機器人的能力？智能化仿是“加速器”。當前機器人復雜場景數(shù)據(jù)匱乏是瓶頸，數(shù)字孿生是破局關(guān)鍵。ADI與英偉達合作，將傳感器和執(zhí)行器模型集成進Isaac Sim平臺，構(gòu)建高精度物理模型，縮小仿真與現(xiàn)實（Sim2Real）的差距。例如，觸覺傳感器模型可模擬抓取雞蛋的力反饋，供客戶訓練算法，無需真實數(shù)據(jù)采集。這不僅提升開發(fā)效率，還降低成本。ADI的信號鏈（傳感器、ADC、放大器）提供參考設計，確保模型與實際硬件高度契合。相比依賴實地測試，ADI的仿真方案更高效，能夠加速機器人開發(fā)流程。

中國：人形機器人量產(chǎn)“熱土”

人形機器人產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)，離不開穩(wěn)固的生態(tài)構(gòu)建。陳寶興博士指出：“中國具備成為人形機器人從原型走向量產(chǎn)的熱土，四大核心優(yōu)勢匯聚：領(lǐng)先的制造業(yè)能力、充沛的工程人才儲備、穩(wěn)健高效的供應鏈體系，以及舉世聞名的‘中國速度’?！边@一觀察并非孤立——全球市場正從歐美主導轉(zhuǎn)向中外協(xié)作，中國憑借政策紅利（如“十四五”規(guī)劃對具身智能的支持）和本土創(chuàng)新，正占據(jù)關(guān)鍵地位。

摩根士丹利預測，2024至2028年中國機器人市場規(guī)模將翻倍。到2030年，中國預計將擁有25.2萬人形機器人，到2050年這一數(shù)字將增加到3.02億臺，占全球人形機器人總量的30%。

HYPERLINK "http://mkc.cmes.org/article-detail/51923/468786" \h

生態(tài)構(gòu)建的核心在于產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同，從零部件到系統(tǒng)平臺，行業(yè)正從碎片化向標準化轉(zhuǎn)型。這不僅加速量產(chǎn)，還為ADI這樣的小芯片廠商提供了廣闊機遇。

在全球視野下，人形機器人生態(tài)呈現(xiàn)中美雙核驅(qū)動。一方面，美國企業(yè)如Boston Dynamics和Tesla Optimus強調(diào)前沿創(chuàng)新，依賴高算力；另一方面，中國本土力量崛起，聚焦量產(chǎn)與應用。蔡振宇在圓桌中提到，與北京人形機器人創(chuàng)新中心和因時機器人的合作已覆蓋電機驅(qū)動、觸覺傳感器等領(lǐng)域，形成生態(tài)閉環(huán)。劉益彰（國家地方共建具身智能機器人創(chuàng)新中心具身天工事業(yè)部負責人）分享，該中心通過開源“天工”平臺和“慧思開物”具身智能框架，支持開發(fā)者二次開發(fā)，處理多場景復雜任務。這反映了本土化的趨勢：從政策驅(qū)動（如國家地方共建平臺）到產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作，減少對海外依賴。

房海南（北京因時機器人科技CMO）觀察到，零部件微型化與模塊化（如一體化線性執(zhí)行器）正重塑供應鏈，過去難覓的微型絲杠如今遍地開花，推動從工業(yè)到醫(yī)療的跨界應用。ADI作為橋梁，與Teradyne Robotics和NVIDIA的國際合作，為中國生態(tài)注入全球技術(shù)，同時強調(diào)本土適應（如尺寸/功耗優(yōu)化）。這一格局下，中美競爭并非零和，而是互補：中國“速度”補齊美國“創(chuàng)新”的量產(chǎn)短板。

從格局分析轉(zhuǎn)向現(xiàn)實挑戰(zhàn)，這種生態(tài)構(gòu)建并非一帆風順，碎片化和標準化痛點仍需破解。

首先，最大挑戰(zhàn)在于產(chǎn)業(yè)鏈碎片化。在圓桌論壇環(huán)節(jié)上，嘉賓們一致指出，從實驗室炫技到商業(yè)落地，復雜場景數(shù)據(jù)訓練難、成本高企是瓶頸。吳雅劍（松延動力人形機器人電控系統(tǒng)負責人）提到，具身AI壁壘讓自由度高的機器人難以大規(guī)模量產(chǎn)；房海南補充，需求（如物流分揀）雖旺盛，但供給跟不上期待，導致通用泛化遙遙無期。陳寶興博士分析，物理智能與AI的融合仍不成熟，開環(huán)系統(tǒng)主導，缺乏閉環(huán)反饋。此外，供應鏈風險（如中美貿(mào)易摩擦）加劇碎片化，傳感器標準缺失讓協(xié)作低效。

然而，這些挑戰(zhàn)中蘊藏機遇：如北京人形機器人創(chuàng)新中心的10萬條數(shù)據(jù)集，正加速數(shù)據(jù)共享；標準化接口（如ROS2協(xié)議）將推動本土化，預計通過開源生態(tài)優(yōu)化供應鏈，助力整體成本下降。ADI的Catalyst加速器項目邀請客戶共建平臺，也正是抓住這一機遇，幫助從芯片到系統(tǒng)的快速落地?？傮w而言，機遇大于挑戰(zhàn)——政策+資本雙輪驅(qū)動，將碎片化轉(zhuǎn)化為協(xié)同優(yōu)勢。

在這些挑戰(zhàn)與機遇的交織中，生態(tài)構(gòu)建的未來路徑愈發(fā)清晰。

算法深度融合信號鏈，從模擬專家到人形機器人賦能者

機器人需要具備類人的感知能力，包括視覺和觸覺，通過“多模態(tài)感知融合”技術(shù)實現(xiàn)對物體形態(tài)的判斷，從而提升操作靈巧度。工廠和機器人需配備高速、穩(wěn)定的“神經(jīng)網(wǎng)絡”連接以確保高效通信?？刂葡到y(tǒng)作為機器人的“大腦皮層”，負責運動規(guī)劃和動作執(zhí)行，采用最新AI驅(qū)動的運動控制算法，使機器人能夠?qū)崿F(xiàn)多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)、同步運動，完成復雜動作。機器人不僅需執(zhí)行任務，還需理解環(huán)境及任務內(nèi)容。

在人形機器人產(chǎn)業(yè)的浪潮中，ADI提供高性能傳感器、完整信號鏈和連接方案，以其模擬技術(shù)專長和系統(tǒng)級視野，扮演著“物理智能核心”的角色。陳寶興博士表示：“ADI更專注于感知、連接、解譯、控制，連接物理與數(shù)字世界，而非單純提高算力?！边@一定位區(qū)別于算力驅(qū)動的廠商如NVIDIA，而是凸顯ADI在信號鏈和系統(tǒng)整合上的獨特優(yōu)勢。從工業(yè)自動化的深厚積淀到人形機器人的定制方案，ADI通過專有技術(shù)（如ADMT4000傳感器、電源管理）和客戶協(xié)同平臺（如Catalyst），為機器人注入精準、可靠的“神經(jīng)”功能。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)，ADI的模擬信號鏈技術(shù)已覆蓋全球30%的工業(yè)自動化市場，其在人形機器人領(lǐng)域的創(chuàng)新正重塑技術(shù)標準。

在活動現(xiàn)場展示的ADMT4000 demo，是ADI的電機控制技術(shù)護城河體現(xiàn)之一，也是機器人關(guān)節(jié)的核心能力展示。通過內(nèi)置處理，ADMT4000簡化設計，適用于狹小空間的靈巧手或多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)，確保毫秒級位置反饋。

圖：ADMT4000 Demo

據(jù)蔡振宇介紹，ADMT4000觸覺傳感器，內(nèi)置GMR/AMR、運放和ADC，可以直接輸出數(shù)字信號，省去外部MCU解譯，顯著降低客戶設計復雜度和空間占用。相比傳統(tǒng)方案需額外處理電壓波動，ADMT4000通過內(nèi)部信號調(diào)理確保穩(wěn)定性，特別適合手指空間有限的靈巧手應用。例如，在因時機器人的五指靈巧手中，ADMT4000實現(xiàn)精準抓取，誤差控制在±0.1mm以內(nèi)。這種集成化設計，不僅提升了可靠性和易用性，還縮短了開發(fā)周期。

與之相輔的，是ADI的電源管理和無線連接技術(shù)。陳寶興博士在演講中指出，ADI的高效電池方案支持多電機高密度運行，優(yōu)化熱管理和續(xù)航，降低15%整體功耗。ISO-USB接口確保安全充電和調(diào)試，而60GHz無線連接針對關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸，提供低抖動、高速通道，遠超傳統(tǒng)有線方案的靈活性。這些技術(shù)源于ADI在模擬電源領(lǐng)域的專長，專為機器人惡劣環(huán)境（如高溫或高壓）定制。

圖：TMC9660高集成度伺服電機驅(qū)動控制器方案

在現(xiàn)場展示的另一個demo——TMC9660高集成度伺服電機驅(qū)動控制器方案，是專為簡化高性能運動控制而設計。它集成了 70V 智能柵極驅(qū)動器、硬件實現(xiàn)的場定向控制（FOC）伺服控制器、級聯(lián)閉環(huán)控制（扭矩/磁通、速度、位置環(huán)）以及單電源 Buck 降壓轉(zhuǎn)換器，支持步進伺服、三相 BLDC/PMSM 伺服和有刷直流伺服等應用，包括直線與旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動系統(tǒng)。芯片兼容增量（ABN）和絕對值編碼器反饋，內(nèi)置 8 點加減速軌跡曲線控制、前饋濾波算法及 AI 機械自學習功能，能自動識別電機電阻/電感、負載慣量并優(yōu)化參數(shù)配置，實現(xiàn)從低速到高速的無抖動高精度控制，而無需復雜軟件編程，極大減少 BOM 成本和電路板空間。

除了關(guān)鍵的硬實力外，ADI的專有算法強化了信號鏈效能。專訪中，陳博士透露，其觸覺反饋算法集成到伺服閉環(huán)，基于物理信號實時調(diào)整（如力度補償），響應可低至1ms。這種算法利用ADI對模擬信號的深刻理解，融合位置和力數(shù)據(jù)，實現(xiàn)防滑或精確抓取，優(yōu)于市場通用模型。

觸覺反饋算法集成到伺服閉環(huán)是人形機器人實現(xiàn)“類人靈巧”的核心技術(shù)突破，其核心在于將觸覺傳感器采集的壓力、滑移數(shù)據(jù)，通過專有算法實時融入伺服控制（如ADI的TMC控制器），形成動態(tài)反饋回路，優(yōu)化抓取精度和速度。陳寶興博士在分享中指出：“我們的目標是把觸覺多模態(tài)加到控制的反饋里，提供算法與控制器支持?！?從單一執(zhí)行轉(zhuǎn)向自適應交互，靈巧手有望廣泛應用于更為復雜任務。然而，挑戰(zhàn)在于算法計算負載與實時性的平衡，以及AI與控制的深度融合。未來，結(jié)合AI大模型，觸覺閉環(huán)有望實現(xiàn)情感級交互（如握手力度適中），推動機器人從工業(yè)到家用的全面落地。

結(jié)語

人形機器人從實驗室走向現(xiàn)實，承載著技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的雙重期望。類人靈巧非單點突破，而是感知、處理、通信、驅(qū)動的整體優(yōu)化。半導體正從“被動組件”轉(zhuǎn)型為“智能核心”。ADI在這一變革中大有可為：從磁耦合觸覺傳感器的精準感知，到閉環(huán)算法的智能賦能，再到開源生態(tài)的協(xié)同推動，技術(shù)與生態(tài)的融合正加速機器人從工業(yè)分揀到家庭陪伴的落地。

陳寶興博士展望：“自適應、智能、協(xié)作的機器人將深刻改變工業(yè)、醫(yī)療、服務、教育等多個領(lǐng)域，開啟一個真正具身智能的時代?！?未來，機器人有望成為人類的得力伙伴，開啟具身智能的嶄新時代，連接物理與數(shù)字的無限可能。