电子发烧友网报道（文 / 吴子鹏）
随着技术突破、政策支持以及市场需求的多重驱动，人形机器人的量产元年正加速来临。行业普遍认为，2025 年将成为这一领域的关键转折点，标志着人形机器人从实验室迈向产业化。在电子发烧友网的《人形机器人的电机控制和传感器》专题中，迈来芯（Melexis）产品线经理 Julien Ghaye 表示，人形机器人有望成为未来随处可见的智能设备。和汽车行业一样，人形机器人对芯片同样有着严苛要求，不仅要稳定可靠、成本适宜，还需保障功能安全。人形机器人依靠电池供电，并大量应用人工智能技术，这对芯片的功率管理和数据处理效率提出了更为严格的标准。
迈来芯（Melexis）产品线经理 Julien Ghaye
面对这些挑战，迈来芯凭借在汽车芯片设计领域积累的丰富经验，已将人形机器人芯片市场列为核心战略方向之一。Julien Ghaye 指出，在传感器和驱动产品领域，迈来芯早已进行广泛布局，为人形机器人实现智能化、自主化提供有力支撑。其中，3D 触觉传感器 Tactaxis 极具创新性，它能够精准感知并反馈触觉信息，使机器人操作更加精细。此外，迈来芯的磁性 / 电感式编码器、非接触红外传感器、集成式电流传感器和电机驱动器等先进技术，在机器人关节控制、感知系统等方面同样发挥着不可替代的作用。
人形机器人由众多子系统构成，其中电机驱动系统是人形机器人实现运动控制的核心技术，广泛应用于关节驱动、头部控制、灵巧手等方面，其性能直接决定机器人的灵活性、负载能力和能效水平。
Julien Ghaye 称，电机控制主要涵盖电机驱动器和电机位置控制两个方面。电机驱动器负责能量传递，而电机位置控制则确保在电机旋转过程中能够精确读取和控制位置。这套控制框架适用于所有电机控制系统。
然而，人形机器人的兴起带来了新的挑战。目前，一台人形机器人，若不算灵巧手，仅身体部分就需要控制 20 至 50 个自由度。这意味着机器人内部有大量电机需要精准控制，且随着技术发展，电机数量还将增加。因此，电机控制系统不仅要具备高性能，体积还必须小巧，以满足人形机器人的特殊需求。例如，协作机器人使用的高精度、大功率电机系统，虽在某些场景表现出色，但并不适用于人形机器人。
迈来芯一直专注于研发和生产小型紧凑的电机驱动器，以及磁性、电感式位置传感器，旨在为人形机器人提供最佳解决方案。
人形机器人的关节设计各具特点。机械手臂为追求体积小、重量轻，通常采用空心杯电机；普通关节为实现更灵活的运动，多会选用无框电机。空心杯电机直径一般在 6 至 13 毫米之间，虽功率相对不高，但响应速度快、灵活性强，能适应较大温度范围，稳定性良好，完全能够满足现代机器人对机械手臂的严格要求。如今，新型机械手臂通常会配备 10 台以上，甚至 15 - 16 台电机，这对驱动方案的紧凑性提出了更高要求。
针对这一情况，迈来芯推出了高集成度的嵌入式电机驱动芯片。该芯片采用全集成单芯片设计，体积小巧，片上集成 MCU / 预驱 / MOSFET，支持 12 - 24V 宽电压直接供电，4 路半桥单相能输出额定 2A 的驱动电流，并且能适应超宽温度范围，堪称专为这类应用量身定制。同时，迈来芯还提供配套的小型位置传感器和编码器。例如，MLX90381 封装尺寸仅 2mm x 2.5mm，MLX90382 不仅速度快，集成度也极高。这些传感器能与电机驱动芯片完美配合，大大简化了客户的设计流程，使人形机器人的电机控制变得更加便捷、高效。
感知系统是人形机器人方案中的另一个关键子系统，被称为人形机器人实现自主决策与环境交互的 “感官神经”，其性能直接决定机器人的环境适应能力、任务执行精度和人机协作安全性。在采访中，Julien Ghaye 提到了迈来芯的霍尔效应磁传感器、电感式传感器和 3D 触觉传感器等产品，这些产品可助力人形机器人构建先进的感知系统。
在人形机器人的发展进程中，霍尔效应磁传感器和电感式传感器这两种关键传感技术发挥着极为重要的作用。作为位置传感器的核心技术，它们能够满足人形机器人关节和执行器在成本控制与紧凑设计方面的要求。迈来芯也在持续丰富产品种类，以更好地服务于这一市场。
在触觉传感技术领域，迈来芯展现出强大的创新实力，成功研发并实现 3D 触觉传感器的产业化。借助这款传感器，机器人能够极为灵敏地获取精准的 3D 触觉信息。尽管摄像头在机器人领域应用广泛，但在处理能力以及替代触觉功能方面存在一定局限性。因此，触觉传感器的价值愈发凸显，它不仅能满足机器人触觉反馈的需求，还能为机器人提供其所处环境的补充信息，这些信息对于人工智能系统的优化与决策至关重要。
在迈来芯的产品体系中，磁性和电感式传感器及编码器被广泛应用于关节的无框电机，用于测量电机旋转时的位置信息。这些传感器不仅精度高、灵敏度高、集成度高，设计和批量生产组装也十分便捷，且信号输出和接口通用性强。迈来芯的 MLX90381、MLX90382 和 MLX90510 等产品在这一领域表现尤为突出。
迈来芯还提供高精度非接触式快速响应温度传感器，有单像素和多像素两种版本，适用于未来机器人与人类互动的场景。集成电流传感器也是迈来芯的特色产品，它将霍尔元件、检测、隔离以及信号调理和保护等功能集成在一个封装内，为用户带来极大便利。
此外，迈来芯的创新实验室也在不断探索新的传感技术与应用领域，期望能长期助力客户打造类人机器人应用场景。例如，随着人形机器人技术的快速发展，传感器数据处理将成为一大难题。如今，每个机器人上的传感器数量急剧增加，要集中处理所有数据既不现实，还会导致处理单元的复杂程度大幅上升，数据延迟变长，对带宽和处理能力的需求也会随之猛增。
因此，迈来芯致力于研发芯片，以提高数据通信效率，并实现部分数据的本地处理，这实际上就是人形机器人领域的边缘计算。通过这种方式，能够更高效地利用传感器数据，推动人形机器人向智能化、自主化方向发展。
通过上述内容不难看出，芯片是驱动人形机器人从 “功能机器” 向 “智能体” 演进的核心引擎。不过，人形机器人对于芯片的需求也具有特殊性。
Julien Ghaye 认为，从应用角度来看，人形机器人市场与消费品市场更为相似，产品更新换代速度快。单纯提供芯片所能创造的价值较为有限，这就要求半导体公司提供全方位支持，加快芯片集成度，降低用户使用门槛。
为实现这一目标，迈来芯推出了一系列支持措施，包括易用的评估套件、参考设计、详尽的应用程序注释，以及配套软件库等。这些资源共同构建起一个围绕芯片的完整生态系统，用户借助它们，开发过程将变得更加便捷高效。
迈来芯虽不直接提供大型人工智能模型，但在触觉传感器等最新产品中，已成功融入机器学习算法。这表明迈来芯在边缘计算和边缘人工智能领域取得了实质性进展。迈来芯意识到，随着技术持续进步，自家芯片将越来越多地应用于人工智能电源系统。因此，迈来芯秉持开放态度，只要有需求，随时提供相应支持。
除了迭代速度快，Julien Ghaye 还介绍了人形机器人在驱动系统和感知系统方面呈现出的发展趋势。其中，电机和执行器正朝着小型化方向发展，这是未来的一大趋势。机器人手部的关节设计精细，搭配紧凑的驱动器，工作时灵活性和精准度都很高。这种小型化设计不仅能提高机器人的工作效率，还能使其轻松适应各种不同的工作环境。
在传感技术方面，人形机器人的触觉传感器愈发重要。更令人期待的是，未来可能在机器人容易接触外界的部位，集成更多类型的传感技术，如触觉、热传感器，甚至健康类传感器等。这些技术的创新极大地丰富了机器人感知外界的能力，使其与周围环境的互动更加顺畅，从而在智能化和自主化方面向前迈进一大步。
具体而言，不同场景对机器人的要求和挑战各异。在自动化生产线上，机器人需要具备极高的精准度和可靠的安全性，以应对车间复杂的生产工作；而家用机器人则需擅长与人沟通，能良好适应家庭环境，不仅要安全、设计人性化，最好还能提供医疗保健服务。
为满足这些要求，机器人在设计时会更加注重灵活性和紧凑性，并配备特定的检测功能，以便更好地融入人们的生活，成为人们生活中不可或缺的帮手。
总的来说，人形机器人正朝着更灵活、更紧凑、更安全的方向发展。通过融合先进的传感技术和执行器，机器人能够更好地满足不同场景的需求，为人类社会发展助力。期待未来人形机器人能在更多领域展现出其智能与优势。
如今，人形机器人领域正处于爆发的窗口期，数百家机器人公司积极参与竞争。不难想象，为这些公司供货的供应商以及提供子系统的商家数量众多。因此，迈来芯相信机器人的技术和市场已进入一个全新的发展阶段。
2025 年被市场视为人形机器人爆发的元年。随着人形机器人的技术迭代日益成熟，应用场景愈发清晰，人们对它们的接受度将更高，使用也会更加频繁。这种趋势将促使关键技术持续改进，使市场更加多样化、更具活力。迈来芯将继续在关键技术领域发力，不断创新突破，为人形机器人的发展贡献力量。
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