■ 文/本刊記者 楊晗之 焦廣明

機器人正在改變?nèi)藗兩畹姆椒矫婷?，半?dǎo)體技術(shù)將為機器人的發(fā)展插上騰飛的“翅膀”，引領(lǐng)人們生活走進智慧新時代。

中國國際進口博覽會（以下簡稱“進博會”）是中國堅持貿(mào)易自由化和經(jīng)濟全球化、主動向世界開放市場的重大舉措，有利于加強各國間經(jīng)貿(mào)交流合作，促進全球貿(mào)易和世界經(jīng)濟的增長。作為全球半導(dǎo)體解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者之一，英飛凌科技股份公司（以下簡稱“英飛凌”）十分重視進博會這一平臺，期望能夠借此機會加強交流、展示創(chuàng)新科技。

在2018年首屆進博會上，英飛凌以“同生活，共未來”為主題，分區(qū)域展示了基于英飛凌半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)品在智能汽車、智慧城市、智能家居、智能工廠不同場景的應(yīng)用及解決方案。2019年第二屆進博會，英飛凌將以“連接現(xiàn)實和數(shù)字世界”為主題，展示半導(dǎo)體技術(shù)如何助力數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)時代的美好生活愿景。屆時，觀眾將有機會感受智能機器人Roboy如真人般的親切擁抱，搶先一睹采用英飛凌技術(shù)的新能源汽車，并在精心布置的智能家居實景中體驗未來生活的便利、安全和環(huán)保。

從工業(yè)機器人到協(xié)作機器人

工業(yè)4.0時代，人與機器正以全新的方式建立通信和聯(lián)系。智能機器特別是機器人將在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪莞匾慕巧?/p>

2016年，全球機器人整體市場規(guī)模達到400億美元，預(yù)計將在2025年達到870億美元。在機器人發(fā)展初期，大部分機器人主要應(yīng)用于工業(yè)大批量生產(chǎn)。如今，傳統(tǒng)工業(yè)機器人正逐漸被協(xié)作機器人取代或是朝協(xié)作機器人的方向升級。預(yù)計到2020年，協(xié)作機器人的增幅將超過23%，成為增長速度最快的機器人種類之一。

傳統(tǒng)的工業(yè)機器人價格昂貴，過程整合時間很長，只有少數(shù)指定的專家才能進行編程，而且?guī)缀鯚o法修改其功能和任務(wù)范圍。不僅如此，由于缺乏“靈敏性”，機器人的應(yīng)用范圍受到圍欄或其他障礙物等安全措施的限制，以避免工廠員工受到碰撞傷害。大多數(shù)協(xié)作機器人都是柔軟且沒有棱角的，還可以像人的手臂一樣自由移動，它的觸感和人也相似，可以實現(xiàn)安全的人機交互。內(nèi)置的碰撞識別和預(yù)防功能簡化了原本復(fù)雜的編程，簡單直觀的編程界面只需幾分鐘就能完成過程整合。傳感器的使用則為交互式學(xué)習(xí)提供了高度的靈活性。因此，協(xié)作機器人可以獨立地處理特定任務(wù)。

第二屆進博會即將拉開序幕，英飛凌將把會說會笑甚至?xí)菸枧_劇的“小男孩”——機器人Roboy帶到進博會現(xiàn)場。這款采用英飛凌多項半導(dǎo)體技術(shù)的3D打印人形機器人將首次在中國亮相。

機器人離不開智能半導(dǎo)體

如何讓機器人從毫無生氣的機械裝置化身為豐神異彩的人工“精靈”？事實上，不論是感測、運動控制、功能安全，還是安全性，機器人主要功能的關(guān)鍵推動力都來自智能半導(dǎo)體。

在所有人形機器人的創(chuàng)建過程中，模仿人體骨骼結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。但是，用機械設(shè)計還原人體的骨骼結(jié)構(gòu)和肌肉系統(tǒng)極度困難。為了降低復(fù)雜度，工程師通常會簡單地用電機來代替關(guān)節(jié)。Roboy卻與眾不同，工程師通過3D打印、創(chuàng)成式設(shè)計和超現(xiàn)代化的技術(shù)加工工藝等一系列創(chuàng)新方法，在Roboy上重現(xiàn)了人類的骨骼、肌肉和肌腱。

雖然Roboy擁有了自己的骨骼結(jié)構(gòu)和肌肉系統(tǒng)，但是如何與人溝通、如何利用肌腱驅(qū)動完成精準(zhǔn)的動作、如何行走等，依然是一套組合難題。為此，英飛凌的研發(fā)人員為Roboy 2.0裝載了一套發(fā)達的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也就是英飛凌的半導(dǎo)體器件，從而賦予了Roboy聽覺、視覺和感知功能。例如，Roboy的胸部搭載了8個英飛凌XENSIV?高性能MEMS麥克風(fēng)，可以進行語音識別，因而能夠聽到并且理解人們所說的話，甚至能同時與多個人進行交流。Roboy的肩關(guān)節(jié)植入了英飛凌的XENSIV?3D磁性傳感器。它們經(jīng)過AI技術(shù)的訓(xùn)練，可實現(xiàn)高精度測量，能夠準(zhǔn)確判斷手臂的位置，并將數(shù)據(jù)反饋給電機控制單元。為了讓手臂靈活自如地移動，Roboy采用了英飛凌的嵌入式電源技術(shù)，將微控制器和電源技術(shù)集成在一塊芯片上，占用的空間極小。未來的Roboy 3.0，雙腳將會搭載英飛凌的XENSIV?60 GHz雷達傳感器，借助基于雷達數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，Roboy 3.0在行走時能夠判斷路面的材質(zhì)，并根據(jù)不同的路面情況調(diào)整自己行走的姿勢和步調(diào)。

有了健全的骨骼、肌肉結(jié)構(gòu)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，Roboy能做的事情越來越多。目前，Roboy已經(jīng)學(xué)會了擁抱、蹬三輪車、移動自己的四肢、識別不同的人以及進行簡單的對話。2019年春天，Roboy還曾騎著人力車，載著開發(fā)團隊穿梭于德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)?，F(xiàn)在，Roboy已經(jīng)學(xué)會了如何提供和售賣冰激凌。2020年，Roboy將能進行基本的醫(yī)療診斷。這個機器人“小男孩”的每一步收獲和成長都離不開英飛凌的半導(dǎo)體器件。Roboy機器人在“智慧大腦”和“中樞神經(jīng)”的加持下還具備深度學(xué)習(xí)的功能，變得越來越聰明。在不久的將來，Roboy還將化身技能滿滿的醫(yī)生、廚師、木匠，甚至替人類登陸火星開展探測試驗。

Roboy發(fā)展路線圖