安森美助力人形机器人实现安全与冗余设计

2025-11-13 15:53:19
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安森美助力人形机器人实现安全与冗余设计

在上海国际电力元件、可再生能源管理展览会暨研讨会(PCIM Asia Shanghai 2025)现场,安森美(onsemi)作为智能感知技术领域的领先企业,展示了其在机器人领域的创新成果。展会期间,笔者有机会与安森美应用工程管理总监 Theo Kersjes 进行交流,深入了解该公司在机器人感知与安全性方面的核心技术。

多传感器融合,提升机器人感知精度与安全性

在安森美展台,一款集成了多种传感器的机器人灵巧手成为焦点。这款手部装置具备更强的触觉感知能力,并通过超声波传感器提升系统的安全性。Theo Kersjes 解释称,与传统摄像头相比,超声波传感器能够识别遮挡区域内的物体,有助于准确捕捉指关节位置,同时具备测距能力,类似汽车倒车影像功能。

在深度感知方面,安森美采用的是先进的间接飞行时间(iToF)技术,通过 120 万像素的深度传感器,实现低功耗、高精度的深度数据采集。这种方式不仅减轻了中央处理器的负担,也适用于多种机器人应用场景。以自动驾驶为例,在缺乏深度信息的情况下,系统需要更多传感器进行补偿;而 iToF 技术能够提供更丰富的输入数据,从而提升整体系统的安全性。

此外,安森美结合 NVIDIA 仿真环境与 FoxPro 可视化工具,将图像数据与声波飞行时间技术整合,实现导航、同步定位与地图构建(SLAM)等算法的协同工作。这种整合方式为机器人提供更精准的定位能力,同时也为系统提供冗余备份。

值得一提的是,传统深度感知算法通常在中央计算平台运行,生成点云等数据。而安森美已将相关功能嵌入图像传感器中,实现直接输出深度数据。该技术可从多个角度、方向和运动模式中获取数据,并进行整合处理,为自主机器人提供更安全的运行保障。同样,该技术也适用于自动驾驶系统。

面向工业与农业场景,拓展机器人应用边界

Theo Kersjes 表示,安森美尤其看好机器人在仓储自主移动机器人(AMR)和工业机器人手臂抓取等复杂环境中的应用。此外,农业机器人如割草机或采摘机器人也是未来发展的重要方向。

2025 年被视作人形机器人发展的关键节点。随着行业从“展示多样动作能力”逐步转向“实现大规模量产”,“安全保障”与“冗余设计”成为核心要求。而安森美凭借其在传感器技术方面的深厚积累,正成为机器人厂商的关键技术合作伙伴。

尽管机器人研发成本较高,且部分关键技术仍在演进中,例如关节执行器和电机控制等,但Theo Kersjes 强调,安全始终是设计中的首要考量。例如,当机器人进行跳跃动作时,需要高扭矩与高传动比;而在抓取物体时,则需要低惯性设计以提高精度。

为此,安森美推出了其 Treo 平台的首批产品之一——高精度超声波接口传感器。该平台实现了从 PCB 级到芯片级的集成创新,不仅简化了系统集成难度,还为机器人安全控制提供了基础支持。通过 eFuse(电子保险丝)和传感器组合,系统能够在检测到异常时迅速断开相关部件,有效防止机器人失控。

从打磨到清洁,推动机器人触觉感知应用落地

未来,人形机器人将面临更加精细的触觉任务,例如使用砂纸打磨木材或进行喷砂处理。这类操作需要机器人具备像人类工匠一样的触感判断能力,从而判断表面的粗糙程度。安森美已在触觉感知领域做好充分准备,为其技术落地提供支持。

构建机器人生态系统,实现系统整合与协同

自主移动机器人(AMR)本质上是一个高度集成的复杂系统,其所需的功能模块与自动驾驶汽车高度相似,包括感知、电机驱动、电源转换、照明及电池管理等。Theo Kersjes 指出,最大挑战在于如何将来自不同供应商的多个子系统有效整合。

在 AMR 通信发展趋势方面,他提出,安全操作是核心目标之一。例如,在数控机床环境中,自主移动机械臂可以通过物理按钮操作机床,而非依赖无线连接,以确保人类操作的安全性。此外,未来的机器人将能够主动向人类发出信号、设置安全气泡或直接接受指令,从而实现更自然的人机交互。

安森美在这一领域推出了完整的 LED 驱动器产品组合,用于机器人上的状态指示灯,以通过颜色变化向人类传达机器人状态。例如,绿色灯光表示机器人处于静止状态,可安全接近;蓝色灯光表示正在充电,白色与红色灯光则用于标识行进方向,帮助人类判断机器人是否靠近。

此外,HyperLuxTM 图像传感器被用于创建安全气泡、检测障碍物并进行路径规划。针对高离地的送货机器人,超声波传感器可用于检测地面障碍物,同时在检测玻璃墙或积水等透明物体方面表现出色。超声波还可用于图像传感器清洁,例如在镜头结冰或沾水时,通过振动实现镜头清洁。

在音频感知方面,安森美推出用于助听器和可听设备的音频 DSP 系统 Ezairo。该技术可为机器人赋予降噪与定向听觉能力,使其能够在嘈杂工业环境中接收人类指令。

Theo Kersjes 最后透露,安森美正在持续研发面向更广泛场景的辅助机器人技术,并计划进一步拓展合作伙伴生态系统,推动机器人行业朝着更加安全、高效的未来迈进。

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