電子發燒友網報道（文 / 吳子鵬）當前，人形機器人已成功從實驗室邁向實際應用，展現出穩定行走、初步交互以及執行復雜任務的能力。現階段，人形機器人產業正處于 “技術突破 - 場景驗證 - 量產爬坡” 的關鍵時期，預計 2025 年至 2027 年為行業發展的窗口期，2027 年之后將迎來真正的爆發。《人形機器人產業研究報告》預測，到 2035 年，中國人形機器人市場規模有望達到 3000 億元。

在電子發燒友網《人形機器人的電機控制和傳感器》專題中，ADI 運動與機器人系統應用總監 Dara O’Sullivan 表示，Analog Devices, Inc.（ADI）預計，人形機器人市場的增長將相應帶動對 ADI 行業領先方案需求的增加。相關產品與方案涵蓋：磁性角度傳感器、3D 感知和慣性傳感器產品、緊湊型多通道傳感器到比特 ADC、單芯片 BLDC 電機控制器、電池管理解決方案、高效電源解決方案以及有線 / 無線連接解決方案等。

ADI運動與機器人系統應用總監Dara O’Sullivan

在人形機器人方案實現過程中，芯片是硬件的核心所在。例如，人形機器人需要協調 20 至 50 個自由度，芯片需支持實時控制算法和軌跡規劃模型；又如，針對人形機器人傳感器信號處理等特定需求，芯片可助力實現快速響應，并適配功能安全標準，確保系統穩定性和任務可靠性。Dara O’Sullivan 指出，人形機器人包含諸多不同尺寸和規格的關節，需要進行精準控制。從人形機器人腿部的大功率、大型關節，到手部和手指的小型精細關節，這些關節的控制需求各異。多數情況下，這些關節采用相對標準的低壓無刷直流電機，并配備齒輪箱。而在某些特定關節（如肘部和膝部），則會使用線性驅動裝置。緊湊且高效的設計是這些系統的關鍵，也是與傳統電機控制的主要區別。為此，ADI 研發了一系列單芯片、高度集成的電機控制解決方案，如 TMC9660，專門滿足這一領域的需求。

TMC9660 是一款高度集成的單片柵極驅動器和電機控制器 IC，內置降壓轉換器。其具備智能柵極驅動器、基于 FOC 伺服控制器的高性能硬件（速度、位置、斜坡生成器）、電機位置反饋接口。此外，它還包含一個強大且靈活的電源管理單元（PMU），以及一個降壓轉換器和可編程低壓差（LDO）穩壓器。為實現整體控制，并通過 SPI 或 UART 與外部處理器通信，該芯片嵌入了預編程的 32 位微控制器。該處理器系統支持對所有電機控制外設的低級直接寄存器訪問或高級參數模式訪問，以拓展功能并提升易用性。

Dara O’Sullivan 認為，人形機器人的電機控制解決方案將朝著更集成化、小型化和高效化的方向發展。這將促使對新型、可靠的基于氮化鎵（GaN）控制器的需求增長，這些控制器能夠與緊湊型電源、多通道模數轉換器以及低線數連接解決方案緊密融合。諸如 ADI 的信號鏈微型模塊這類緊湊型芯片產品集成將愈發重要。

如上文所述，除了應用于電機驅動和控制方面的方案，ADI 在人形機器人所需的傳感器和信號傳輸領域同樣擁有豐富的產品可供選擇。Dara O’Sullivan 特別提及無源多圈磁性角度傳感器、6 端口工業以太網時間敏感網絡交換機 ADIN6310，以及千兆多媒體串行鏈路（GMSL?）收發器。

其中，無源多圈磁性角度傳感器（如 ADI 的 ADMT4000）對人形機器人應用至關重要。這些傳感器能夠在斷電后 “記憶” 關節的旋轉狀態，進而實現安全且具備自我感知能力的開機功能。此外，ADI 的慣性傳感器和 3D 深度成像解決方案，能夠使人形機器人實現穩定、定位和環境感知。

而 ADI 的連接產品，如 6 端口工業以太網時間敏感網絡交換機 ADIN6310 以及千兆多媒體串行鏈路（GMSL?）收發器，能夠實現高帶寬傳感器數據和實時控制數據的超低延遲傳輸，從而確保與人形機器人中央計算單元的高效通信。

結語

在人形機器人產業邁向規模化發展的關鍵階段，ADI 憑借其深度集成的單芯片方案、多類型傳感技術及高效連接解決方案，成為推動行業創新的核心力量，為機器人實現穩定行走、安全交互和復雜任務執行提供了堅實的硬件基礎。這些方案將推動人形機器人向更智能、更敏捷的方向演進，助力其從實驗室走向更為廣闊的商業場景。