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国产芯片已经悄然抢跑具身智能

浏览:次    发布日期:2025-05-28

  

国产芯片已经悄然抢跑具身智能

  人形机器人并不是一个新事物。早在上世纪70年代便开始技术探索,早稻田大学陆续推出双足步行机器人WAP-1和 WABOT-1。但此后的50年间,人形机器人一直未能解决“智能”的痛点,只能通过编程实现特定的动作,但在应对场景泛化时显得束手无策。50年后得益于AI技术的发展,以人形机器人为代表的智能体能够快速适应不同的场景,并具备自学习能力,成为真正的具身智能。

  具体与汽车对比来看,具身智能芯片与汽车芯片总体上有40%左右重合度。这其中电源管理和通信芯片复用率高,电机控制中的除电机驱动芯片外,电压电流位置等检测芯片基本跟汽车应用的一致,电机驱动芯片不同主要是因为大部分机器人应用的供电电压会比当前汽车应用的12V电压高,而且很多应用对精度和采样速度要求也可能更高。

  在纳芯微产品系列中,NSI83086、NSI83085、NCA3176、NSIP83086均可用作RS-485通讯。NCA1051A, NCA1042B, NSIP1042, NSI1050, NSI1042用作CAN通信连接。NSI82xx系列则用于隔离、保障通信的稳定性和抗干扰性。加串器芯片NLS9116和解串器芯片NLS9246可用于摄像头和控制器中高速数据传输。此外,为了进一步保障系统稳定可靠运行,以及为其他元件提供基准支持,还需要用到电压监控元件。纳芯微NSR7808可以进行电压监控与系统保护,NSREF30/31xx系列则可以为电压基准源提供参考电压。

  在电源系统中,人形机器人与新能源汽车最大的差异在于电压平台。虽然两者均采用锂离子电池,但电压平台却明显不同。目前汽车主流的电压平台为高压(超300V)以及低压12V。人形机器人虽然电压平台尚未统一,但基本在48V电压平台范围内。如特斯拉Optimus为52V,宇树科技H1为67.2V。当然,48V电压平台对汽车并不陌生。此前,在底盘和动力系统中,已经大规模应用48V电压平台用于驱动,但其控制系统依然为12V电压平台。

  相对而言,在48V电压平台下,包括驱动芯片MOSFET在内,汽车产业已形成完善的生态链。当前唯一较为薄弱的领域是电源芯片,主要受48V电压平台应用进展的影响。在48V平台下,由于压差大,LDO(低压差线性稳压器)损耗较大,因此更常首先使用Buck(降压转换器)将48V电压平台降至12V平台之后,为相应的控制器和传感器等用电单元提供配电。

  NSUC1602芯片内核为ARM Cortex-M3,内部集成3相BLDC预驱动器,能够支持包括FOC矢量控制或无感六步换相控制的复杂电机算法,可支持最高1.5kW的电机驱动。适用于汽车冷却风扇、电子水泵等领域。在人形机器人中,NSUC1602芯片可直接应用在12V电压平台下,关节模组中低压线性/旋转执行器的无边框电机驱动。

  而对于空心杯电机驱动控制而言,通常尺寸要求在φ8mm-φ13mm之间,空间要求更小,如果采用分立方案,在有限的PCB上很难摆放所有芯片,因此更倾向于采用全集成的芯片方案。即除集成预驱外,还集成MOSFET驱动电路,如纳芯微的NSUC1610芯片。该芯片内核同样为ARM Cortex-M3,目前已经在各类车用小电机执行器,如各种阀类,空调出风口以及座椅通风功能上实现量产使用。

  此外,相比于汽车而言,人形机器人的工作环境更加多样且复杂,因此对于编码器而言,除了精度之外还需同步考虑其对恶劣工况的适应性。其中,恶劣环境更适合磁性编码器。而在室内环境中,更倾向采用精度更高的光编码器。据悉,纳芯微最新磁性编码器产品MT6901已经开始送样,在提升精度的同时,满足对具有挑战性环境的要求。天博体育官方微博天博体育官方微博