机器人的应用范围正在从工业领域逐渐拓展到各个领域。比如说，在医院中，机器人能够指引我们快速问诊；在酒店，机器人能够帮我们运送外卖；在家里，扫拖机器人能够帮我们做家务。

国家统计局数据显示，今年上半年，我国机器人产业整体保持稳定增长态势。工业机器人产量达22.2万套，同比增长5.4%，在经历了2个月的下滑后，中国工业机器人的产量开始稳步回升。

可以说，未来机器人将不断影响人类在工作、家庭和日常生活的体验。德州仪器（TI）在2023年的进博会上，分享了在机器人领域的布局，并与高创运动控制公司联合发布智能多轴驱动器。

打造智能安全机器人的四个关键

“当我们谈到机器人的时候还会有一种先入为主的概念，觉得它可能是一种人形的东西，但实际上机器人不一定是人形的。”

德州仪器中国区技术支持总监师英表示，机器人最早就在工业自动化生产线或装配线上应用，包括了工业机器人、工业协作机器人、运输机器人，也就是行业所说的AVG。而现在，随着工程师的努力，机器人已经很广泛地用在很多行业和领域之中。

比如，医疗领域开始应用手术机器人、手术辅助机器人、护理机器人、诊断机器人，服务行业开始应用送餐机器人、运输机器人、清扫机器人，家庭开始应用陪伴型机器人、服务型机器人、小狗形机器人、人形机器人。

机器人要完成的工作越来越多，其总体功耗、体积、易用性、安全性还要进一步提升。想要实现这样的目标并不容易，师英认为，打造更智能、更安全的机器人有四个关键点：

第一，电机控制。不论是装配机器人，还是工业机器人，一定拥有机械臂。在汽车制造、工业制造、消费品制造工厂中，不同机器人承担着运输、装配、焊接的工作，机械臂的移动需要非常精准、高效，与此同时，功率密度也在不断地提升。

德州仪器的C2000™️实时控制单片机、Sitara™️实时控制单片机、门极驱动器与氮化镓（GaN）功率器件都可用于完成精准、高效、高功率密度的电机控制方案内。

第二，计算。早期装配机器人还谈不上AI（人工智能）和ML（机器学习），只是输入的固定程序，完成一系列重复性动作，而现在，机器人内AI和ML越来越多，就需要更强边缘算力的处理器，同时需要处理器能够运行各种AI功能，实现诸如障碍物、外形形状、颜色等信号的分析和运算。

在Jacinto™7 TDA4x系列处理器中，德州仪器在单颗芯片中提供从1Tops～32Tops的边缘算力。

第三，传感。这包括对现场障碍、人或物的检测，AI是一个会思考的大脑，但思考的素材来源于传感器。传感方式既包括摄像头，也包括毫米波雷达。早期，毫米波雷达用在较低频段内，而现在，工业和汽车中大多毫米波雷达在60GHz或77GHz频段工作，以对非常细微的运动进行检测。对于传感器来说，高灵敏度和低功耗是永恒的追求。

德州仪器可以提供非常成熟和性价比非常优异的毫米波雷达传感器，也可以提供超声波、温度、电流等各种各样物理量传感器。

第四，通信。一个机器人系统中，各系统或部件间需要高速、准确、实时的通信，可能还需要与云端相连。对机器人来说，有三个挑战，一是控制的环路过程中不能有太多延迟，二是信号发送时不能有任何损失，三是传输过程中不能出错，也不能泄漏信息。

用最基础器件，完成最好的方案

在2023年进博会上，德州仪器展出了其客户Techman（达明机器人）生产和制造的TM5S负载机器人。

对德州仪器来说，怎么样用最基础的半导体器件能够完成一个非常安全、精准、高效的针对应用场景的系统，怎么持续地让器件在现有的技术基础之上能够在更小的功耗、更小的体积和更低的成本方面提供更多性能是关键。

具体来说，TM5S与德州仪器的合作分为多个维度。

首先，传感器方面，搭载了德州仪器的IWR6843毫米波雷达传感器，它是一款能够在 60GHz～64GHz 频带中运行，且基于FMCW雷达技术的集成式单芯片毫米波传感器。该器件采用低功耗45nm RFCMOS工艺构建，在极小封装中实现了超高的集成度，适用于低功耗、自监控、超精确雷达系统中。IWR6843取得了IEC 61508 SIL-2认证，其周边也拥有许多开发板、开发工具和开发文档。

其次，核心处理器方面，搭载了德州仪器的TDA4处理器，这颗处理器已经被广泛地应用在工业和汽车的各种需要人工智能和深度学习运算能力的应用场景中。可以在单片内即成8Tops～32TopS的AI算力；拥有多达8个Cortex-A72和 4个Cortex-R5F内核，而且这些MCU的核是符合功能安全最高等级标准的子系统；拥有8个符合TSN标准的千兆以太网端口和4个PCIe端口。

除此之外，它的运动系统、各个关节控制也搭载了德州仪器的C2000™️实施控制处理器，集成EtherCat等协议，满足机器人轴间高速实时通信，从而帮助操作员进行各种任务，如3D视觉取物、组装贴标、取放、品质检测等。同时，也搭载了氮化镓这样的功率器件。

与高创运动控制公司联合发布SmartPX智能多轴驱动器

“高创运动控制公司控制公司于1987年在以色列成立。1991年，我们最早发布了全数字化的伺服驱动器，包括伺服运动控制器都是很早地开始涉及这些领域。2017年被美的集团收入麾下，后来变成了美的的全资子公司。”高创运动控制公司总经理孙军凯表示，高创运动控制公司在国内直驱技术领域市场份额一直排名第一，maintain研发投入都超过2亿元，和德州仪器迄今已经合作超过30年。

本次进博会上，与德州仪器合作的产品是面向中国工业机器人的创新产品，SmartPX智能多轴驱动器。该产品已经迭代到第二代，它的特点就是完全模块化，而且性能非常完整、强大，更重要的是它可以跨硬件平台移植。“这个产品的研发周期我们超过了三年，但最新的硬件迭代我们花了大概12个月左右的时间。”孙军凯这样强调。

对机器人来说，内部剩余的安装空间比较狭小，同时对算力有比较高的要求。通过采用德州仪器的Sitara™️ 4核芯片技术，SmartPX对于轴的控制、逻辑的控制、运动的规划与Web通讯集成在一个核内，在一个非常小的空间里实现几乎零延迟的轴到轴控制，把国内工业机器人运动控制性能提升数倍甚至几十倍的提升。

此外，Sitara™处理器具有丰富外设，功能安全和信息安全功能，支持常见协议，包括以太网/IP、EtherCAT、Profinet、IO-Link Master 和千兆位以太网，从而实现电机驱动所需的连接性、性能、M4F 安全岛和高级功能。

这款控制器不仅可以用在机器人领域，还可用在3C、半导体领域。它不是一个标准产品，而是一个生态的产品，便于客户研发自己技术的时候节省前期开发工作的时间，使得客户开发效率大为提升，且在品质、成本方面控制地非常好。

不止如此，高创运动控制公司与德州仪器的合作不局限于Smart PX，在其它一些产品，如BD3系列中，也应用了德州仪器的F28388D双核系列产品。

“德州仪器与美的集团有 30 多年的多领域合作历史，双方建立有 DSP 联合实验室，感知交互联合实验室，在 To C 端的传统家电业务，以及 To B 端的工业自动化领域均有广泛密切的合作。”德州仪器中国华南区总经理王运健表示，高创运动控制公司控制公司进一步补充了美的机器人产业链，在自动化领域的不断追求突破，助力中国高端制造业快速发展的决心和德州仪器的技术优势不谋而合。

德州仪器所提供的Sitara™ MCU+C2000™️DSP 架构能够帮助伺服驱动系统实现 2 至 8 轴的灵活轴数配置，实现高可靠性实时控制。

随着嵌入式模拟智能技术快速变化，未来机器人技术可能比以往任何时候都更加自主，丰富我们与世界的互动方式。

利用德州仪器的精确电机控制、边缘处理计算技术、智能传感和先进的实时通信创新技术，这款新型多轴伺服驱动平台将为客户带来更高的效率、更低的成本和更好的体验，帮助美的集团产品更经济实用，助力工业智能化的发展，创造更美好的世界。

写在最后

德州仪器已经连续第三次参加进博会，展示德州仪器先进的半导体产品、技术和解决方案，致力于让客户通过半导体产品让产品更加经济实用。

展望未来，机器人未来会变得更聪明、更智慧、更精准、更安全，德州仪器也致力于通过电机控制、计算、感知、通信功能打造新一代机器人。

对于德州仪器来说，其产品的技术积累与上手难度是不容忽视的优势。C2000™️做运动驱动已经有几十年历史，它拥有丰富的软硬件生态系统，在社区中积累大量资源和人才，另外，Sitara™️作为一个基于Arm的通用产品，上手难度和门槛也不是非常高。这些都是加快上手和调试速度的关键，当然，或许也会是未来机器人市场竞争中抢占市场的关键。