使人形机器人像人类一样感知，这家国产芯片公司选择从信号链开始

04-11 07:44

电子爱好者网报道(文章 / 作为与物理世界互动的关键窗口，吴子鹏的人形机器人感知系统在很大程度上决定了机器人的智能化水平和实用价值。借助多模态传感器的融合，人形机器人有望实现堪比甚至超越人类的感知。

芯海科技模拟信号链产品线总经理李晓在接受电子发烧友网采访时指出，人类机器人的发展将像汽车一样成长为一个庞大的行业，从而催生包括控制、传感、驱动等诸多领域在内的普遍芯片需求。在电子发烧友网的“人形机器人的电机控制和传感器”话题中。人类在感知层面上能全面感知环境，未来人形机器人的感知能力将接近并超越人类。以芯海科技为依托 20 多年来对全信号链技术的深入研究，构建了涵盖环境、人机、生理、设备四个维度的智能解决方案，帮助新兴人形机器人构建具有领先性能的感知反馈机制。

具有类人感知能力的灵巧手。

人形机器人的感知范围非常广泛，如多模态感知组合，通过整合视觉、触觉、嗅觉等多维传感器，构建人类感知系统；另一个例子是模拟人类神经元的反应，如触觉和嗅觉，并基于芯片感知信号链。

在这个阶段，人形机器人迫切需要两个关键的感知：一是全方位感知环境，二是拥有一双灵巧的手，能够灵敏感知。李晓透露，芯海技术的压力触摸技术可以模拟人类的触觉反馈，提高人形机器人“电子皮肤”的性能和交互自然。目前，企业拥有成熟的压阻式和电容式触感感知方案体系，已广泛应用于各种人机交互场景，可快速迁移到灵巧手的电子皮肤应用中。

从方案构成来看，灵巧的手电子皮肤主要依靠柔性传感器阵型来实现。压阻式 / 电容式柔性传感器阵型覆盖指尖、手掌等位置，结合压力、温度等多维信息，塑造灵巧的手触摸物体 "握感" 与 "感受"。

目前，灵巧手电子皮肤的设计面临许多挑战，其中结构和功能之间的矛盾尤为明显，即在软性和性能之间找到平衡。具体来说，在软保护层中嵌入传感器时，需要考虑灵敏度和耐久性；同时，多关节结构往往使传感器很难与信号同步。

李晓强调，要想实现灵巧手的大规模落地，必须妥善处理上述挑战，这需要芯片、材料、算法、方案等多个领域的厂商合作。根据芯海科技传感器合作伙伴的反馈，无论是基于压阻式还是电容式，灵巧手对电子皮肤的核心需求始终是灵活的。从芯片的角度来看，软性方案需要大量的传感器在传感器阵列中协调工作。由于电子皮肤形状不规则，这些感知点也呈不规则分布，所以策略的灵敏度是由阵型中的多个感知点设定的。但是，由于算法处理的需要，需要尽可能地将这些不规则的感知点纳入规则网格。另一方面，这种设计需要高性能的设计。 ADC 另一方面，芯片可以提高信号采集质量；ADC 需要与传感器紧密配合，在保证高性能的同时保证高采样率，有时甚至需要调整。 ADC 为了更好地满足这种需求，产品结构。

芯海科技如图所示 CS12 系列高精度 ADC 产品系列丰富，具有高精度、高输入阻抗、低增益偏差飘移、低功耗等特点，是许多应用领域的理想选择。以 CS1232 举例来说，它是一款高精度的 24 位 Sigmal-Delta ADC，内部集成低噪声仪采用放大器，集成 RC 振荡器，最高有效精度 ( ENOB ) 可达 23.5 位置，可广泛应用于高精度测量领域。芯海科技在车辆、工业、能源等领域积累了大量的高精度。 ADC 运用经验，可以快速移植到人形机器人领域。

李晓指出，电子皮肤设计还有另一个关键挑战。 —— 低功耗设计。高密度传感器阵列和信号处理模块的能耗较高，因此必须开发低功耗芯片，否则很难在以电池供电为主的应用场景中普及，而人形机器人的广泛应用主要依靠电池供电。“芯海信号链商品在保证高精度、高速度的同时，在低功耗方面积累了丰富的技术实力。例如，对于智能手机等产品市场来说，芯海早就对了。 3D Touch 这一阵列产品形式进行低功耗研究，并拥有多项专利技术。可说，低功耗是芯海信号链产品的显著特征之一。"

边沿 AI 成为未来的发展趋势

从整体感知系统来看，灵巧的手作为人形机器人的终端感知系统，需要实现实时感知、处理和反馈，直接将触觉传感器数据映射到驱动系统中，从而实现抓握力的闭环控制。因此，李晓认为边缘 AI 该方案将成为智能手感系统未来发展的主流方向，需要更智能的信号链方案来适应。

人形机器人的许多感知控制在推进类人控制时并非集成实现，而是在边缘以分布式方式完成。核心技术核心是核心 " ADC MCU " 模数混合技术及 AI 算法，通过 “感知、计算、控制、连接、电池管理” 整合全链接，提供芯片，算法，应用方案和应用 AIoT 等待一站式解决方案，帮助目标应用构建从数据收集到决策执行的完整闭环，实现物理世界的多维数字化投影。

特别说明李晓，芯海 " ADC MCU " 方案里的 MCU 并非一般 MCU，相反，许多数字电路都是定制的，专门设计了目标场景的逻辑控制。这种设计正在推进边缘 AI 在发展的同时，能保持行业领先的低功耗特性。

“未来，人形机器人的感知将会超越人类，整个人形机器人的感知能力将会超越人类。 AI 能力也将迎来质的飞跃。然而，这种技能的提高必须以低功耗为前提，以摆脱电缆的束缚。对于人形机器人或灵巧的手部应用，需要构建更多的道路、更多的维度和更低功耗的感知系统。" 最后李晓总结道。

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