人形机器人落地+工业一网到底,解码ADI智能边缘工业技术路径

2026-07-08 16:31:41 来源: 互联网
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2026年慕尼黑上海电子展上,工业自动化产业的两大变革主线清晰浮现:一边是具身智能加速从实验室走向工业场景,人形机器人正跨过能动的门槛,向“灵巧操作”的产业化落地攻坚;另一边是流程工业与工厂自动化向数字化纵深演进,传统现场总线的带宽、距离与安全瓶颈日益凸显,以太网向现场边缘延伸的“一网到底”趋势已不可逆转。
 

 
在本次上海慕展期间,ADI召开工业专场媒体沟通会,ADI工业自动化行业市场经理祝臻与ADI中国区工业自动化行业产品市场经理张一峰,围绕机器人感知与控制、工业边缘连接两大核心赛道,系统拆解了当前产业的核心挑战与技术演进路径,并结合本次展出的全系列系统级方案,展现了ADI在智能边缘时代的技术纵深与产业思考。
 
人形机器人落地攻坚,从感知到控制全链条技术突破 

张一峰表示,人形机器人是具身智能的核心载体——它将AI大模型与物理实体深度结合,突破了传统AI仅能输出信息、无法执行物理操作的边界。但产业化落地仍面临四大核心技术瓶颈:关节运动控制的扭矩与散热难题、触觉感知的技术路线尚未收敛、视觉与深度感知方案多元分化、内部连接标准尚未统一。
 

 
“灵巧手是人形机器人落地的最后一公里。”张一峰表示,真正的产业化应用要求灵巧手具备接近人手的精细化操作能力,这也是当前全行业投入最大的方向。参考人手的神经反射回路,手部响应延迟直接决定操作流畅度;而将数据预处理与推理下沉到边缘侧,大幅降低主控算力负担,是提升实时性的核心路径。
 

 
围绕这一目标,ADI展出了覆盖触觉感知、位置传感、运动控制、力觉检测的全链条方案,形成了从指尖感知到关节执行的完整技术支撑。
 
多模态触觉皮肤,重构机器人感知体系 

本次展会上人气最高的AI灵巧手皮肤感知系统,正是ADI针对高分辨率、低时延触觉需求打造的整体方案。与行业内常见的单一压力传感方案不同,这套系统真正模拟了人手的多维度感知机制:通过压阻阵列、振动传感器、微型声学器件的协同,可同时采集压力分布、微小振动、接触状态、温度四类信息,其中声学信号通过结构传导路径采集,类似人体的骨传导机制,不受环境噪声干扰。
 

 
据介绍,该方案支持32×32高分辨率触觉阵列,配套多通道模拟前端与边缘AI计算平台,可在kHz级帧率下完成数据采集与实时推理,将高密度触觉阵列与边缘算力深度集成,既简化了离散传感器与读出电路的集成复杂度,也满足工业级可靠性要求。
 
“触觉是机器人感知体系的新增维度,但它不可能完全替代视觉。”张一峰向半导体行业观察表示,未来的主流趋势一定是视觉、触觉等多模态感知融合。单一视觉只能识别动作形态,无法判断插接是否到位、抓取力度是否合适,触觉正是补上了操作闭环的关键一环。目前该方案正处于从Demo向产品化过渡的阶段,后续将在动态范围、传感精度、尺寸微型化、延迟四个核心方向持续迭代优化。
 
无源多圈位置传感,让关节断电“不丢失位置” 

关节与灵巧手的精准控制,离不开高精度位置传感器的支撑。ADI本次展出的ADMT4000单芯片多圈角度位置传感器,核心特性正是无源绝对位置记忆——无需外部电池供电,断电后仍可记录最多46圈磁场旋转,上电即可直接输出绝对位置,彻底解决了关节模组断电后需要重新校准的行业痛点。
 

 
其内部集成巨磁电阻(GMR)转数计数传感器、GMR象限检测传感器与各向异性磁阻(AMR)角度传感器,搭配ADI高精度信号链、温度监测与非易失性存储器,通过多器件协同实现位置检测,典型角度精度可达±0.25°。
 

 
经过一年多的市场推广,这款产品已有大量客户进入设计导入阶段,今年计划进一步推出5×5mm LFCSP小封装版本,适配小型化应用场景。
 
张一峰介绍,除了传统的机器人关节位置检测,针对绳驱或绳驱混合驱动的灵巧手方案,ADMT4000还可通过感知绳索的位移变化,实时反馈手指位置,为多自由度手部控制提供精准位置反馈。
 
硬件级FOC驱动,把运动控制做进单芯片 

在运动控制端,ADI本次带来了专为灵巧手打造的TMC6460全集成硬件FOC伺服驱动IC。作为行业首款集成FOC控制器、功率级、电流感应与反馈引擎的单芯片方案,它内置MOSFET功率级、驱动电路与LDO,封装尺寸仅5×7mm,可输出3A有效值、5A峰值的驱动能力,完美适配灵巧手等空间受限的小型运动控制场景。
 

 
据介绍,其核心优势在于硬件化的FOC控制:PWM载波频率高达200kHz,可针对低电感空心杯电机实现高精度控制,有效提升效率、降低温升;同时支持双路SPI与ABN增量式编码器输入,兼容三路编码器反馈方案,并支持SPI菊花链级联,可轻松实现多自由度灵巧手的多节点通信。
 

 
“软件FOC需要占用大量主控资源,而硬件FOC方案即使是经验不足的工程师,只需设置几个参数就能完成开发。”张一峰表示,除了面向手部的TMC6460,ADI还有面向大关节的TMC9660方案,形成了覆盖从指尖到大臂的完整运动控制产品矩阵。
 
全维度力觉方案,从器件到算法的系统级支持 

在力觉检测领域,ADI同时布局了一维与六维力两条产品线。一维力检测采用高集成AFE方案MAX40109,单芯片集成ADC、DSP核与DAC功能,采样率达16kHz,支持电源线通讯与工厂校准;六维力检测则搭载高速高精度Sigma-Delta ADC方案AD4170/90,搭配MAX32690 Cortex-M4处理器,其中AD4170采样率高达500kHz,支持DC to 50kHz输入带宽,可满足高速动态力测量需求。
 

 
祝臻表示,ADI的竞争力不止于器件本身,更在于系统级的价值输出。在六维力方案中,ADI的支持已经从驱动开发延伸到了算法层面,可协助客户完成六维力矢量解耦等核心算法开发,帮助客户更快推出成熟产品。
 
针对行业普遍关注的机器人降本问题,祝臻也给出了ADI的判断:降本不能依赖单纯的芯片降价,而是通过技术创新实现系统级优化。比如T1S技术将传统以太网的4芯线缆缩减为2芯,高集成度芯片减少外围器件,触觉传感通过芯片化集成降低模组成本。“当前机器人赛道仍处于发展初期,多数应用沿用通用工业芯片,普遍面临成本、尺寸、空间适配的痛点。作为半导体厂商,我们的核心路径是针对机器人场景重新定义芯片,从根源上解决这些问题。”
 
工业连接最后一公里:单对以太网开启“一网到底”新时代 

如果说机器人是工业自动化的执行端升级,那么工业连接技术就是支撑数字化转型的“神经网络”。在祝臻看来,以太网在消费与办公领域已普及数十年,但在工业现场层的下沉速度始终缓慢——大量边缘设备仍以RS-485、CAN等传统总线为主,流程工业更是普遍沿用4-20mA模拟通信,带宽瓶颈、布线复杂、运维成本高等问题日益突出。
 

 
“数字孪生、预测性维护这些新应用,本质上都依赖高频、低延迟的全量数据传输,传统通信技术已经成为瓶颈。”祝臻指出,ADI的核心目标就是解决工业连接“最后一公里”的难题,将以太网真正延伸到现场边缘端。围绕这一目标,ADI构建了覆盖长距离、短距离、实时控制的完整单对以太网产品矩阵。
 
Ethernet-APL:流程工业数字化的核心底座 

针对石油、化工、制药等流程工业场景,ADI重点展出了Ethernet-APL现场交换机与现场仪表解决方案。流程工业之所以长期依赖4-20mA技术,核心原因有二:一是满足本质安全防爆要求,二是支持数百米的长距离通信,而传统以太网百米级的传输距离与复杂布线,根本无法适配大型厂区的分布式布局。
 

 
Ethernet-APL基于10BASE-T1L单对长距离以太网物理层,通过单对双绞线同时实现数据传输与供电,彻底解决了距离、供电、安全、布线复杂度四大挑战:标准传输距离达1公里,ADI方案最远可支持1700米稳定通信;带宽达10Mbps,相比传统现场总线提升百倍以上;支持本质安全防爆,可直接应用于危险区域;同时兼容现有双绞线电缆,可最大程度复用存量布线资源。
 
ADI提供从芯片到系统的完整APL方案,覆盖“现场仪表-网络设备-控制系统”全链路:ADIN1100/ADIN1101为本安型PHY芯片,专为防爆场景设计;ADIN1110/ADIN1111为集成MAC的MAC-PHY芯片,去除本安设计后采用更小封装,性价比更高,适配楼宇自动化等场景;ADIN2111双端口交换机芯片则支持节点手拉手级联,可无限延伸传输距离,还支持环网冗余,在煤矿等超长距离、高可靠要求场景中应用广泛。
 

 
“T1L技术本身就起源于流程工业的实际需求,ADI是当时唯一参与IEEE 802.3cg标准制定的半导体厂商。”祝臻介绍,目前APL已有大量商业化落地案例。国内头部企业也在积极推动生态建设,这一进程必然是自上而下的:由头部设备厂商推出全层级网络设备,再通过模块化转换方案带动中小仪表厂商接入,大幅降低技术迁移门槛。他同时判断,未来5-10年甚至更长周期内,APL与传统4-20mA技术将长期并存,新增市场会逐步向APL迁移。
 
另一方面,同属单对以太网系列的10BASE-T1S(简称T1S),则瞄准了短距离、高密度的连接场景。T1S的核心优势是支持菊花链多点拓扑,无需每个节点单独布线,可大幅简化系统架构。其车规版本已在新能源汽车的区域控制器架构中大规模量产,而本次官宣量产的工规级产品ADIN1140,正是专门面向机器人内部连接打造。
 
“机器人关节内部空间寸土寸金,传统以太网的布线方式根本无法满足空间要求。”祝臻表示,T1S的手拉手拓扑可以大幅降低机器人关节间的通信拓扑复杂度与布线成本,是未来机器人内部连接的核心技术路线。
 
据了解,除了物理层技术,ADI还在连接方案中深度融入了两大差异化能力:一是TSN时间敏感网络,二是智能诊断。
 
在实时控制领域,当前主流方案多基于软件实时协议实现,而ADI推出的ADIN6310、ADIN3310系列TSN交换机芯片,在物理链路层为实时数据开辟了专用通道,从硬件层面保障确定性时延,更适合高可靠、高实时性的工业控制场景。
 
针对长距离布线的运维痛点,ADI的T1L芯片还集成了线缆故障距离诊断功能,可精准检测线缆断点的具体位置,让运维人员“有的放矢”,大幅提升长距离布线场景的运维效率。
 
祝臻表示,工业网络的终极方向是“一网到底”——从顶层信息系统到底层现场设备,全链路基于以太网技术,仅带宽与物理层形态有差异。这种架构的核心价值是实现数据透明传输,消除网关带来的协议转换开销与延迟,大幅简化网络架构,适配未来海量工业节点的部署需求。
 
结语 

整体来看,从AI灵巧手的多模态触觉感知,到ADMT4000的无源多圈编码器;从TMC6460的高集成度手部驱动,到T1L/T1S的单对以太网连接——ADI正在构建从“感知”到“连接”再到“控制”的完整技术闭环。
 
这种全链条能力也让ADI的技术具备了极强的跨场景延展性:汽车领域验证成熟的T1S技术,可直接平移到机器人内部连接;车载BMS的高精度技术,同样能适配人形机器人的电源管理需求。这种跨领域的技术复用,也让ADI能够快速响应新兴赛道的需求,持续拓展智能边缘的技术边界。
 
正如ADI所传递的,工业自动化的升级从来不是单点技术的替代,而是全链路的系统重构。在结构性增长的工业赛道上,ADI正凭借深厚的技术积累与系统级方案能力,成为推动产业从自动化向智能化跃迁的核心赋能者。
责任编辑:SemiInsights

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