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机器人技术与人形机器人

人形机器人是一种在形态、结构和行为方面均参照人体设计的机器人。其目标是让机器人能够自然地融入人类环境,并以近似人类的方式执行各项任务。
人形机器人代表了机器人技术的下一个前沿领域,其特点包括拟人化外观:具备面部特征、可活动的手臂以及用于移动的双腿;双足行走:依赖先进的平衡与协调能力;传感器与感知:配备摄像头、麦克风、触觉传感器,有时还包括深度传感器,以感知环境并进行交互;人工智能:支持决策、自然语言处理与自主行为;人机交互:专为与人类进行高效沟通与协作而设计。

Power management

连接单元负责人形机器人内部以及机器人与外部系统之间所有有线和无线通信接口的管理,确保安全、可靠、低延迟的数据交换,这对协同操作、远程控制及融入更广泛网络至关重要。
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头部单元

头部单元是人形机器人实现感知与交互的核心枢纽,集成了先进的视觉传感器、惯性测量单元 (IMU)、头部关节电机控制、有线通信接口和电源管理模块。该子系统使机器人能够高精度感知周围环境、识别物体与人脸,并与人类自然互动,从而在从协作制造到个人辅助等广泛场景中发挥关键作用。头部单元是人形机器人实现感知与交互的核心枢纽,集成了先进的视觉传感器、惯性测量单元 (IMU)、头部关节电机控制、有线通信接口和电源管理模块。该子系统使机器人能够高精度感知周围环境、识别物体与人脸,并与人类自然互动,从而在从协作制造
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手部模块

手部单元负责人形机器人手部的精细运动控制与触觉感知,可实现精确的多自由度操作,并为抓取、物体识别及人机交互等精细任务提供必要的感官反馈。
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机身传感模块

机身传感单元负责收集并预处理分布在机器人躯干与四肢的多种传感器数据。该子系统使机器人能够精准感知环境并做出自适应响应,支持障碍物检测、姿势监控与环境建模等任务。
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人形机器人技术面临的核心挑战

人形机器人面临的主要挑战

  • 提升价格竞争力,降低人形机器人商业化推广阻力。 
  • 能效:直接影响机器人的续航时间。
  • 安全与网络安全合规:满足严格的人机交互安全标准与法规要求。

选择意法半导体助力人形机器人开发的理由

为满足人形机器人的复杂需求,意法半导体提供全面集成的半导体产品组合:高性能STM32、STM32MP1/2系列以及支持嵌入式AI和边缘计算的AI赋能NPU。 

智能电机驱动器、栅极驱动器、运算放大器、电流检测放大器、比较器、隔离接口以及电源模块,实现对多关节执行器与伺服系统的精准高效控制。

行业认可的IMU与各类传感器,包括3轴加速度计、陀螺仪、磁力计、ToF 3D成像传感器、雷达、压力和环境传感器,为环境感知与交互提供丰富数据。

CAN、以太网、IO-Link及无线技术(蓝牙、Wi-Fi)等连接解决方案,确保无缝通信与集成。高能效PMIC、电池监控、均衡与管理系统 (BMS)、开关与线性稳压器、LDO,优化功耗并延长机器人运行时间。

电源分配与保护器件,如IPS与电熔丝 (e-fuse),实现电源分配与负载保护,同时保障系统稳健性与安全性。安全保障:通过功能安全认证的MCU及安全解决方案,保护操作人员和知识产权。

意法半导体提供完整的机器人开发生态系统,包括各种参考设计、商业化合作伙伴模块及全面的支持网络。