2023年特斯拉AI日，Optimus用惊世骇俗的“后空翻”动作，宣告人形机器人第一次实现了从“笨拙行走”到“动态平衡”的历史性跨越。而最近的技术突破和生产成本的进一步下降，更使得人形机器人的大规模生产和应用逐渐成为现实。
根据行业预测，2035年人形机器人市场规模将达1.75万亿美元，出货量在2030年达1500万台。对希望进入人形机器人市场的投资者来说，他们可以在供应链的各个环节找到机会，特别是机器人制造、AI芯片制造、传感器开发、相关部件和材料供应等方面。云基础设施和数据管理软件提供商也有望从数据生成量的增长中获益。
作为行业的重要参与者，ADI对这一变革有着独到且全面的见解。凭借不断增强的数字、软件和算法能力，并结合先进的模拟产品组合，ADI正在帮助人形机器人客户应对来自灵巧手、电机驱动与控制、通信连接、智能传感等领域中最严峻的挑战。
灵巧手的精密控制进化之路
根据Statista的预测数据，全球机器人灵巧手市场规模将由2021年的11.6亿美元增长至2030年的30.35亿美元，2022-2030年间年复合增长率(CAGR)为10.9%。同时，全球机器人灵巧手市场容量将由2021年的50.75万只增长到2030年的141.21万只，2022-2030年间CAGR为11.7%。
灵巧手的技术突破是实现复杂操作的关键——它不仅需要模仿人类手部的20+自由度灵活运动，更要在0.1毫米级精度下完成抓取、捏取、扭转等精细动作。为此，ADI在该领域提供了从磁编码器到算法集成的全链路优化解决方案。
精准感知：磁编码器破解关节定位难题
单芯片角度和多圈编码器位置传感器ADMT4000可以指示电机旋转圈数，显示电机角度数据，量程为360度。其后端配置激光传感器用于动态距离测量，感应区域可以实时显示与被测物体的距离变化。这款产品最大特性是能在掉电状态下保持位置信息，如系统记录当前位置为28.75圈，断电手动旋转后重新上电，圈数变化仍可准确读取。ADMT4000集成角度检测与无源多圈记忆功能，最高支持46圈，0°至16,560°角度记录，精度达±0.25°。
ADI中国区工业市场总监蔡振宇表示，在传统机器人关节设计中，很多方案在断电后需重新判断手臂位置才能重启，而ADI方案能让主控单元在断电时记忆位置信号，电机重启后手臂直接从静止位置复位。此外，产品内部两个磁传感器，转圈传感器和角度传感器呈90度倾斜正交排列，利用电机旋转产生的磁场触发寄存器写入动作，大大提高了精度。
无线传输，解决手部关节布线复杂问题
针对手部关节布线复杂问题，ADI开发了完整的毫米波(mmWave)无线连接解决方案ADMV9611/ADMV9621，采用小型印刷电路组件(PCA)形式，可在2-3毫米距离内实现100Mbps速率传输，替代传统各类控制线，使手部重量大大减轻。搭配使用ADMV9611与ADMV9621，可以搭建完整的全双工60GHz数据链路，能够在免许可的60GHz工业、科学和医疗(ISM)频段中实现高速数据传输。
未来，该技术将支持“快速换爪”功能——物流机器人可在短时间内切换抓取快递的“夹爪”与搬运零件的“吸盘”，通过无线信号同步控制参数，提升效率。
集成FOC算法的电机控制方案
随着设备电机数量激增，传统集中式控制方案因算力负荷大、系统复杂等问题亟待突破。ADI的核心策略是将先进控制算法，如FOC磁场定向控制集成至硬件芯片，通过固化硬件架构大幅降低主控制器负担。以面向灵巧手应用推出的最新电机驱动芯片为例，该款专为高精度多关节协同控制设计的高性能电机驱动芯片，聚焦多轴协同、高精度、低功耗，内置FOC磁场定向控制，支持6-8通道同步驱动、256细分微步控制、StealthChop2静音、CoolStep 动态电流调节等多个技术。
模块化集成：即插即用加速场景落地
通过“传感器+驱动+反馈”模块化设计，ADI将陆续推出适配不同场景的灵巧手解决方案。以关节模组一体化为例，通过将ADMT4000磁编码器、TMC9660驱动芯片与微型力传感器组成完整的解决方案，体积较离散方案明显缩小，降低成本
构建低延迟、高可靠的通信网络
连接对于实现高级功能、实时决策和高效的人机交互至关重要，而人形机器人的连接涉及多个方面，需要集成多种技术和协议，以确保机器人内部、与其他机器人以及与外部系统实现无缝通信。ADI通过先进的通信接口、稳健的传感器集成和可靠的低延迟解决方案增强人形机器人连接能力，而全面的开发工具则简化了方案实现过程。
考虑到人形机器人和汽车在技术架构和供应链上都高度相似，ADI正在将此前应用于汽车中的千兆多媒体串行链路(GMSL)技术引入机器人视觉方案中。根据蔡振宇的介绍，通过运用加串/解串技术，GMSL能将高速大带宽视频信号经同轴电缆或双绞线，高效稳定传输至远端设备，具备远距离、高速率、高带宽优势，传输速率可达3Gbps/6Gbps/12Gbps。
在下图展示的模拟机器人视觉模块装置中，通过配置三对双目摄像头与三个鱼眼摄像头实现环视效果。摄像头收集的数据经GMSL接口芯片传至中央处理单元，处理后的图像再通过该芯片传至显示屏。显示屏底部的三个窗口对应双目摄像头采集的“景深视频”，用于距离判定，有明显的空间深度信息。未开启鱼眼功能时，CPU拟合三路环视数据生成“点云图”，可实现风险预判、障碍识别等功能，充分展现了GMSL产品在机器人视觉领域的应用价值。
而在工业场景中，ADIN2299多协议工业以太网交换机兼容PROFINET、EtherCat等8种主流协议，使机器人能与PLC、机械臂实现毫秒级数据同步，在汽车生产线中协同完成车门密封胶涂覆等精密工序，位置误差小于0.5毫米。
“当前，机器人连接标准尚未统一，不同的客户会根据具体需求，选择包括工业以太网、GMSL、隔离USB、LVDS在内的多种连接技术，我们要在满足客户多样化产品需求方面做好充分准备。“蔡振宇说。
实时控制：硬核性能 × 场景算法双轮驱动
一个标准人形机器人通常需配备30个以上PMSM/BLDC电机，这些电机在12V至65V范围内工作，能够提供1A至20A以上的电流，由能够高精度管理速度、扭矩和位置的电机驱动器控制。比如对于涉及编码器和精密控制环路的肘部和手腕运动，精确定位至关重要。此外还要能胜任操作任务，例如手指运动或处理精细物体。
TMCM-2611-AGV是一款专为三相无刷直流（BLDC）电机设计的双轴伺服驱动平台，能够在高达14ARMS和+48V下稳定运行。此模块对于人形机器人尤其有价值，因为它能够提供精确且流畅的电机控制，这对于实现复杂的机器人动作至关重要。
Trinamic TMC6100是一款用于BLDC和PMSM电机的高效栅极驱动器，能够确保机器人平稳、精确地运动，从而完成复杂任务。TMC6200则集成了三相电机的MOSFET驱动器，在大电流负载下能够实现稳健的性能和可靠性。
在步进电机芯片和驱动控制模块演示系统中，TMCM-1290是步进电机驱动控制模块，内部通过StealthChop2实现步进电机静音控制，运用平滑运动的八点轨迹曲线规划，可有效解决传统运动曲线中电机启停时的加速、减速突变问题，保障运动稳定性。另一颗芯片是电磁阀驱动控制器MAX22216，集成四个半桥驱动，每个半桥控制相应的电机移动，理论上可以控制四个低电流电压电机，主要进行绞转的控制，确保电机运转的平稳性，
此外，考虑到人形机器人的电机控制解决方案将朝着更集成化、小型化和高效化的方向发展。这将促使对新型、可靠的基于氮化镓(GaN)控制器的需求增长，这些控制器能够与紧凑型电源、多通道模数转换器以及低线数连接解决方案紧密融合，诸如ADI的信号链微型模块这类紧凑型芯片产品集成将愈发重要。
ADI基于第三代半导体技术将开关频率提升至200kHz，配合高频电流采样ADC (ADuM7701及后续产品)，可实现对伺服电机的精准控制。在膝关节驱动中，可支持200Nm以上的瞬时扭矩输出，同时效率提升至95%，满足重载搬运场景需求。
结语
总体而言，ADI在人形机器人领域的布局本质上是对其“神经系统”的重构——通过技术穿透打破层级壁垒，以场景适配释放应用潜力，借生态共建扩大技术辐射。这种“底层技术+系统思维”的双重优势，使ADI成为驱动机器人产业升级的关键力量，而不仅仅是扮演零部件供应商的角色。
