具身智能、灵巧手的感测核心

具身智能、人形机器人、灵巧手正跨越“咖啡时刻”，从技术探索走向商业化落地阶段。其中，由传感器、电机控制、通信架构以及电池与能源管理等组成的感测系统扮演了重要角色，它们组建成系统时，需要注意哪些问题？为此，EEPW电子产品世界访问了ADI中国区工业市场总监蔡振宇（Eric Cai）先生。

ADI中国区工业市场总监 蔡振宇（Eric Cai）

1   感测能力成为是否像人、可用、安全的关键基础

随着具身智能逐渐从算法概念走向真实世界，人形机器人和灵巧手正在成为这一浪潮中最具代表性的载体。与传统工业自动化不同，这类机器人不再运行于高度结构化、可预测的环境，而是需要在开放、动态且充满不确定性的物理世界中与人和环境直接交互。在这一过程中，感测能力成为决定机器人是否“像人”、是否“可用”、是否“安全”的关键基础。

具身智能、人形机器人和灵巧手所面临的核心难题，本质上都可以归结为一个问题：如何将真实、复杂、连续变化的物理世界，可靠、高精度、低时延地映射到数字系统之中。

●   多关节的挑战

人形机器人通常拥有数十个关节，每个关节都需要位置、力矩和运行状态的实时反馈。这种高自由度系统对感测提出了新的要求。

在多关节协同运动中，任何微小的时间偏差或采样不一致，都可能被放大为整体运动的不稳定，影响平衡、步态甚至安全性。同时，人形机器人越来越多地被设计为与人协作工作，这对力反馈的可靠性和系统响应的确定性提出了更高要求。从系统角度看，人形机器人面临的核心感测挑战在于：如何在大规模分布式节点中，实现同步、可扩展且高可靠的体系。

●   灵巧手是感测密度和精度的极限

灵巧手需要在极其有限的空间内，集成大量触觉、力觉和位置感测单元，以支持抓取、捏合、滑动等精细操作。

在这种结构中，体积、功耗和走线条件极其受限，同时触觉信号本身幅度极小、非线性强、个体差异大，对前端信号链的噪声性能和稳定性提出了极高要求。任何漂移或不一致，都可能导致抓取失败或操作不可靠。

灵巧手的本质挑战在于：如何在极小体积和低功耗条件下，实现稳定、可信、可重复的高分辨率触觉与力感知。

2   用户如何快速解决痛点

面对具身智能、人形机器人和灵巧手在感测层面所面临的复杂工程挑战，ADI 认为，要真正缩短客户从概念验证到产品落地的周期，关键在于降低系统设计门槛、提升开发效率，并在关键阶段提供贴近应用的支持。围绕这一目标，ADI 主要从以下几个方面帮助客户加快问题解决和产品迭代。

首先，ADI 持续投入并推出更加易于使用、面向机器人应用优化的创新芯片，帮助客户在系统层面显著降低设计复杂度。针对机器人中常见的力、位置、运动和驱动等应用场景，ADI 提供了高度集成、参数匹配良好、并充分考虑实际噪声与动态环境的器件方案。例如，像 ADMT4000、TMC6460 以及相关的高精度感测与驱动产品，能够在有限的系统资源下实现更稳定、更可靠的感知与控制功能，从而减少客户在模拟前端、电机控制以及系统调试方面的工程负担，使更多精力集中在系统架构与算法创新上。

其次，ADI 不仅提供单一器件，更致力于构建面向机器人应用的整体解决方案。通过将传感器接口、信号调理、数据转换、通信与控制等关键模块进行系统级整合，ADI 为客户提供经过验证的参考设计和解决方案框架。这种方案化思路能够帮助客户快速搭建原型系统，缩短设计周期，同时提高开发过程中的可重复性和可扩展性，从而加快产品迭代速度，降低从样机到量产的风险。

此外，ADI 也高度重视本地化、专业化的技术支持能力。在机器人这一高度交叉、快速演进的领域，单纯依赖文档和远程支持往往难以及时解决复杂问题。ADI 在本地配备经验丰富的技术与应用支持团队，能够深入理解客户的系统架构和应用场景，在器件选型、系统优化和问题调试阶段提供更具针对性的支持，帮助客户更高效地应对设计挑战。

综合来看，ADI 通过易用且创新的芯片产品、系统级的机器人解决方案以及专业的本地支持团队，从多个维度降低机器人感测与控制系统的工程门槛，帮助客户更快、更稳地解决应用中的关键挑战，加速具身智能和机器人产品的落地进程。

3   ADI的解决方案

为应对具身智能和人形机器人在复杂感知、高度集成与可靠运行方面的挑战，ADI 从系统架构层面提出了更加面向未来的机器人整体解决方案，覆盖感知、通信、执行控制以及能源与电池管理等关键环节。

●   在空间和环境感知方面，ADI 提供基于 ToF 技术的模组化方案，如 ADTF3175，帮助机器人实现稳定的三维感知能力。同时，在视觉和高速数据传输层面，ADI 通过 GMSL 技术为多摄像头、多传感器系统提供高带宽、低时延、强抗干扰的连接能力，满足人形机器人和移动机器人对感知数据实时性的要求。

●   在精细操作这一关键能力上，ADI 以灵巧手为重点应用方向，推出了基于 T1S（E2B）架构的灵巧手整体解决方案。该方案通过 E2B 总线实现“数据与电源同线传输”，将指尖触觉、关节感测和电机控制节点高效连接起来。相比传统基于 CAN 等架构的分布式设计，大幅减少了线缆数量和系统复杂度，同时显著提升了带宽和确定性。在这一架构下，多模态指尖触觉传感器可以实现更高速度、更大数据载荷和确定性的感知数据传输，为灵巧手提供真实、连续、可重复的触觉反馈能力。这正是 T1S 灵巧手方案的核心价值所在。

●  在执行与控制层面，ADI 以 TMC6460 等高集成度电机控制产品为基础，提供与 T1S 架构高度匹配的参考设计，并配套完善的电源管理方案，用于手指、关节及末端执行器的高效、精准驱动。

●   在能源供给与系统安全这一对人形机器人尤为关键的环节，ADI 提供了成熟的 BMS（Battery Management System，电池管理系统）产品与系统级解决方案。ADI 的 BMS 方案覆盖电池监测、保护、均衡与状态估算（SOC/SOH） 等关键功能，可支持高能量密度锂电池在高动态负载工况下的安全运行。通过将 BMS 与机器人整机的运动控制、感知系统和系统电源架构进行协同设计，ADI 帮助客户实现对电池状态的实时感知与智能管理，有效提升续航能力、安全性和系统可靠性，同时支持模块化电池包设计，满足人形机器人在移动性和规模化部署方面的需求。

通过将触觉感知、电机控制、通信架构以及电池与能源管理进行系统级优化，ADI 帮助客户构建更加紧凑、可靠且易于扩展的灵巧手和关节控制模块。这种从系统出发的设计思路，使机器人厂商能够在保证性能的同时，加快设计迭代速度，推动灵巧操作能力从实验室验证走向规模化应用。