【導讀】賦予機器人對於環境的感知與移動能力，使得機器人能夠更安全、更具機動性，若再結合人工智能（Artificial Intelligence, AI）技術，將能使機器人更聰明、更具實用性
，使得機器人的未來發展極具想象空間。本文將為您探討機器人感知與AI技術的發展
，以及眾多廠商所推出的相關解決方案。

通過傳感器使機器人能夠感知世界

機器人感知技術使機器人能夠“看到”、“聽到”這個世界，通過AI技術，則可使機器人對於所感知的環境
，做出相對應的舉動，機器人感知對於機器人在現實環境中做出決策
、計劃和操作至關重要，其中的相關應用都會涉及到感官數據和人工智能／機器學習（AI/ML）技術。此類應用的示例包括障礙物檢測、對象檢測與識別
、3D環境表示
、手勢和語音識別
、場景理解
、道路檢測、車輛檢測、行人檢測、目標跟蹤
、人體檢測
、環境變化檢測


、活動識別、語義位置分類
、對象建模等。

如今
，大多數機器人感知係統都使用機器學習（ML）技術
，從經典方法到深度學習方法。無論考慮哪種ML方fang法fa

，來lai自zi傳chuan感gan器qi的de數shu據ju都dou是shi機ji器qi人ren感gan知zhi的de關guan鍵jian要yao素su。數shu據ju可ke以yi來lai自zi單dan個ge或huo多duo個ge傳chuan感gan器qi，通tong常chang安an裝zhuang在zai機ji器qi人ren上shang
，但dan也ye可ke以yi來lai自zi基ji礎chu設she施shi或huo另ling一yi個ge機ji器qi人ren（例如，安裝在附近飛行的無人機上的攝像頭）。

為了對移動機器人進行安全和全麵的導航控製，需要部署多套傳感器技術，包括視覺（ToF）、雷達無線鏈路、慣性測量單元（IMU）形式的完整定位
、陀螺儀及其所有相關應用程序、軟件和固件。

機器人的傳感器提供的信息可用於推斷有關世界
、機器人，以及機器人在世界中位置的信息。傳感器可以提供簡單的信息（例如，吸塵機器人上的簡單碰撞傳感器）或豐富、高度複雜的數據（例如，RGB-D相機，它提供彩色圖像，以及每個像素的深度估計）。在理想情況下，傳感過程可以使用物理定律（例如，光如何從物體表麵反射）或有時使用簡單的幾何學（例如，立體視覺依賴於使用簡單的三角測量來確定到物體的距離）來建模。

提供機器人開發的完整解決方案

jiqirendeganzhigongnengzhuyaoyingyongyudingweihedaohang，youyuhuanjingbutong，suoshiyongdechuanganqiyebutong。xiangshizaishineidechangjingxia
，daduoshushineiyongjiqirenmianduidedimiandaduoshiguizeqiepingtande，danshiduiyuhuwaiyongjiqirenlaishuo，dixingwangwanghenbuguize
，ciwai，huwaiyongjiqirenyebixuyingduitianqitiaojian，yijiguangqiangheguangpudebianhua。yinci，suoxushiyongdechuanganqiyejiangyousuobutong。

要讓機器人能夠“看到”東西，便不得不提3D飛行時間（ToF）技術。3D ToF是一種無掃描儀LIDAR（光檢測和測距）技術，通過發射納秒級的高功率光脈衝來捕獲相關場景的深度信息（通常是短距離內）。

ADI公司在3D ToF技術上已經投入多年，可提供直接實現和提升先進ToF係統和攝像頭功能的行業領先產品和解決方案，包括高分辨率CMOS成像芯片（100萬像素）、深度計算和處理
、激光驅動器、電源管理，以及開發工具和軟件／固件，幫助快速實現ToF解決方案。

ADI的3D ToF產品相當完整，包括ADSD3100這款1 MP CMOS，支持ToF的背光傳感器

；ADDI9036則是帶可編程時序和V驅動器的CCD TOF信號處理器。此外，ADI還提供3D ToF開發平台
，這款模塊化的ToF解決方案基於行業標準的96Boards平台構建而成，可測量對象的X
、Y
、Z軸數據。ADI公司的原型製作3D ToF平台可用於軟件和算法開發，利用該平台進行硬件設計，可加快工業、汽車領域的產品設計評估和實施。

ADI還推出AD-FXTOF1-EBZ這款3D ToF開發套件，這是一種景深測量解決方案

，非常適合開發3D計算機視覺係統。它使用VGA CCD
，支持以每秒30幀捕獲640x480景深映射場景，進而提供比市場上許多其他TOF係統高4倍的分辨率。ADI另一款AD-3DSMARTCAM1-PRZ則是一種具有AI邊緣處理能力的2D和3D機器視覺解決方案
，它可以用於實現不同工業細分市場中的先進機器視覺應用

，包括物流、機器人、農業和人員活動監控。

協作機器人與人共存並協同工作

以往在工廠中的機器人都是獨立運作，工人必須與機器人保持安全距離
，以免發生碰撞造成傷害。不過

，通過機器人感知與AIjishukuaisufazhan，jiqirenbiandeyuelaiyuecongming，zhinengjiqihexitongyijingnenggouzizhudiyunzuo
，baokuoyiqianyilairenlidegongzuolingyu。buguo，jishizaijiqirenjishugaodufadadejintian
，zhuangpeihejianzhaguochengzhongrengranxuyaoyikaorenlijinxinggongzuo，yincixuyaoshiyongxiezuojiqiren，laiyurengongcunbingxietonggongzuo。

Murata針對機器人設計領域擁有多樣化的產品線，包括各式各樣的傳感器，像是陀螺儀
、加速度計
、振動傳感器、溫度傳感器
、壓電薄膜傳感器
，可以提供滿足機器人設計所需的各種零部件。

以Muratadezhendongchuanganqiweili，keyongyujiqishebeideyucexingweihu，liyongtaocichuanganqiteyoudekuanjiancepindaidetexing

，keyijiancexuanzhuanshebeizhendongdeweixiaochayi。jiancezhendongshujudezhexiebianhua，keyijizaojianceshebeiyichangqingkuangyijinxingyucexingweihu。zhendongchuanganqizhichikuanpinlvfanweiheZ方向傳感
，帶驅動電路，支持差分輸出以降低噪聲，支持溫度傳感
，尺寸僅有5.0 x 5.0 x t3.5 mm

，在結構上具有7個端子，采用SMD封裝，集成加速度傳感器與熱敏電阻。

Murata的UWB（超寬帶）連接模塊也可應用於機器人產品

，采用UWB技術可適用於安全和精確的距離測量
，適用於室內位置跟蹤和訪問控製等應用。目前有Type 2BP與Type 2AB兩種型號。

Type 2BP采用NXP Trimension SR150芯片組
，支持UWB 5
、9頻道，具有SPI接口與支持3個天線（3D AoA或2D AoA支持）
，具有嵌入參考時鍾和睡眠時鍾
，以及集成BPF（帶通濾波器）可用於監管認證，采用樹脂外模結合保形屏蔽封裝，符合RoHS標準。

Type 2AB采用Quorvo DW3110/3120芯片組
，帶有集成Nordic IC（nRF52840）的無主機模塊
，也具有BLE功能
，用於喚醒UWB並更新固件，支持USB、UART、SPI、I2C接口
，集成3軸傳感器以節省電池電量
，使用CR2032電池，具有嵌入式參考時鍾，采用樹脂外模封裝
，符合RoHS標準。

用於工業自主移動機器人的完整解決方案

傳統的工業用機器人大多隻能固定在特定的位置上工作，但隨著機器人智能感知與AI技術的發展，機器人開始擁有自主移動的能力，這也使得機器人應用領域從以往的工業領域，朝向商用

、家用領域發展。

jiqirenxingyeshiyigexunsujueqidexingye，juyoujudadeyoushi，danyecunzaixuduoqianzaidexianjing，bixujiayiguibi，cainengchenggongjiayuzhegeshunxiwanbianqiejibenshangweikaifadelingyu。qizhongxuyaocaiyongdedianzilingbujianxiangdangduoyang，Rohm也針對機器人應用推出多種相關的解決方案。

像是LiDAR和SLAM技術可使主移動機器人（AMR）和無人機能夠有效地在動態工業環境中導航。因此正確選擇高功率激光二極管，對於LiDAR/SLAM係統的精確性能至關重要。

Rohm用於AMR和機器人技術的高功率激光二極管解決方案符合現代LiDAR/SLAM的規範和限製。這些解決方案包括RLD90QZW5 905 nm、25 W不可見脈衝激光二極管，發射寬度為70 μm（等效LD的發射寬度為200 μm）。

在電源應用中，Rohm不斷創新並領先於競爭對手發布突破性產品和解決方案，從開創性的SiC功率模塊和分立器件
，到下一代GaN和專有的高效功率技術。

此外，Rohm還有多種可應用於機器人領域的特色產品，包括KX13x加速度計。Rohm的KX132-1211和KX134-1211三軸加速度計，是一款三軸16位加速器
，可支持高達±16g (KX132)/±64g (KX134)，並集成了一個用戶可配置的3級ADP（高級數據路徑）
，它由一個低通濾波器、低通／高通濾波器和RMS計算引擎。其他特性包括2x2x0.9mm LGA 12引腳封裝
、寬溫度範圍（-40℃至+105℃）
、0.5µA待機電流和0.53-239µA工作電流。

Rohm的光學傳感器產品陣容相當豐富
，包括高靈敏度、高可靠性光電晶體管、紅外發光二極管和透射／反射型光遮斷器。另外還有環境光傳感器和接近傳感器RPR-0521RS，以及傳輸型光電遮斷器

、反射型光電傳感器
、紅外發光二極管

、光電晶體管、環境光傳感器IC。

除了標準類型的電機驅動器之外，Rohm還提供特定於應用的電機驅動器
，這些驅動器在一係列電壓

、電流
、引腳配置和封裝類型上，具有出色的可靠性和效率，還包括保護電路以進一步提高可靠性和性能。

機器人技術支持工業自動化快速發展

工業自動化需要仰賴傳感器
、遠程控製與機器人技術
，結合AI與物聯網（IoT）技術將是工業自動化的關鍵驅動力，可以在互聯工廠中持續監控和改進效率和生產力。工業4.0期qi待dai工gong廠chang能neng夠gou大da量liang生sheng產chan更geng加jia個ge性xing化hua和he差cha異yi化hua的de產chan品pin，並bing能neng夠gou快kuai速su改gai變bian生sheng產chan流liu程cheng，而er聯lian機ji能neng力li是shi實shi現xian這zhe一yi個ge目mu標biao不bu可ke或huo缺que的de一yi部bu分fen
，其qi中zhong的de關guan鍵jian應ying用yong要yao求qiu包bao括kuo網wang狀zhuang網wang絡luo、工業級安全標準
、增強範圍、高性能數據處理、低功耗藍牙
、Thread和Zigbee等通信協議。

在工業4.0yingyongzhong
，chuanganqishihuoquxitongxinxidezhongyaoguanjian，duixitongheliuchenglejiedexinxiyueduo
，zhexiexitongheliuchengdeyunxingxiaolvjiuyuegao，congeryejiuyueyoujingzhengli。jintiandeweixing、經(jing)濟(ji)高(gao)效(xiao)的(de)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)正(zheng)在(zai)幫(bang)助(zhu)製(zhi)造(zao)商(shang)適(shi)應(ying)工(gong)業(ye)物(wu)聯(lian)網(wang)的(de)新(xin)時(shi)代(dai)。這(zhe)些(xie)采(cai)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)係(xi)統(tong)都(dou)有(you)助(zhu)於(yu)做(zuo)出(chu)明(ming)智(zhi)的(de)及(ji)時(shi)決(jue)策(ce)，從(cong)而(er)優(you)化(hua)整(zheng)個(ge)製(zhi)造(zao)供(gong)應(ying)鏈(lian)，使(shi)用(yong)藍(lan)牙(ya)和(he)其(qi)他(ta)網(wang)狀(zhuang)網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)由(you)於(yu)尺(chi)寸(cun)小(xiao)和(he)功(gong)率(lv)需(xu)求(qiu)低(di)，可(ke)以(yi)安(an)裝(zhuang)在(zai)任(ren)何(he)地(di)方(fang)。

此外，使用世界上最流行的藍牙無線技術進行準確定位
，是當前的新技術。藍牙測向是基於到達角（AoA）和離開角（AoD）這兩個關鍵概念，利用了天線在接收（AoA）或發射（AoD）射頻信號時發生的角度相移
，通過在通信鏈路任一側使用天線陣列，可以確定相移數據，並據此計算位置。Nordic的nRF5340、nRF52833、nRF52820
、nRF52811 SoC是支持藍牙測向的理想方案。

滿足自主移動機器人需求的解決方案

機器視覺是讓機器看得見的關鍵解決方案，其解決方案便是圖像傳感器。安森美（onsemi）擁有從VGA到45 MP的大多數圖像傳感器產品，可為機器視覺應用提供合適的傳感器。

以AR0234CS圖像傳感器為例
，這是一款1/2.6英寸、2Mp CMOS數字圖像傳感器，具有1920 (H) x 1200 (V)的有源像素陣列。它采用了全新的創新全局快門像素設計，針對以每秒120幀的全分辨率，可準確快速地捕捉移動場景進行優化
，該傳感器在低光和明亮場景中都能產生清晰、低噪聲的圖像。

AMR是(shi)一(yi)種(zhong)移(yi)動(dong)機(ji)器(qi)人(ren)，可(ke)以(yi)在(zai)結(jie)構(gou)化(hua)或(huo)非(fei)結(jie)構(gou)化(hua)環(huan)境(jing)中(zhong)自(zi)主(zhu)移(yi)動(dong)，無(wu)需(xu)持(chi)續(xu)的(de)人(ren)工(gong)指(zhi)導(dao)或(huo)幹(gan)預(yu)。他(ta)們(men)配(pei)備(bei)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)機(ji)載(zai)計(ji)算(suan)機(ji)，使(shi)他(ta)們(men)能(neng)夠(gou)感(gan)知(zhi)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)並(bing)根(gen)據(ju)這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)做(zuo)出(chu)決(jue)定(ding)。AMR可以執行廣泛的任務，例如物流、庫存管理
、質量控製，或參與醫療應用。

AMR可以自主執行質量控製檢查，減少人工幹預的需要。他們可以使用攝像頭、激光雷達和超聲波傳感器等傳感器來檢測產品中的缺陷或異常。安森美提供一係列成像傳感器

、模擬前端（AFE）IC和電源管理IC
，可使AMR捕捉高質量圖像並執行精確測量。

AMR也可以配備傳感器來監測環境條件，例如溫度、濕度和空氣質量。他們可以自主收集這些數據並將其傳輸到中央數據庫進行分析。安森美提供一係列傳感器，例如溫度傳感器、濕度傳感器和氣體傳感器
，可使AMR準確可靠地監測環境條件。

AMR也越來越多地用於醫療保健行業的各種任務
，例如運送醫療用品、運送患者和協助手術。這些機器人依賴於各種傳感器、執行器和其他電子零部件才能正常運行
，安森美是AMR行業此類零部件的領先供應商之一。

結語

機器人的智能感知能力，能夠使機器人進行安全的移動和進行全麵的導航控製，其中需要部署多套傳感器技術，並結合AI算法與其所有相關應用
、軟ruan件jian和he固gu件jian
，才cai能neng使shi機ji器qi人ren實shi現xian真zhen正zheng的de智zhi能neng
，並bing能neng夠gou與yu人ren類lei協xie同tong工gong作zuo。本ben文wen所suo介jie紹shao的de各ge家jia廠chang商shang的de機ji器qi人ren應ying用yong解jie決jue方fang案an，限xian於yu篇pian幅fu僅jin能neng做zuo簡jian單dan介jie紹shao，若ruo想xiang進jin一yi步bu了le解jie這zhe些xie產chan品pin的de特te色se
，請qing與yu艾ai睿rui電dian子zi聯lian絡luo
，以yi取qu得de更geng詳xiang細xi的de信xin息xi。

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