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【行业资讯】从数字工厂到人形机器人,全方位构建工业智能未来

2025-09-19


 

2025年9月16日,ADI举办了主题为“激活边缘智能 共绘具身未来”的人形机器人媒体分享会,在分享会上,ADI公司院士兼技术副总裁陈宝兴博士分享了主题为《从数字工厂到人形机器人,全方位构建工业智能未来》的演讲。

在演讲中,陈宝兴博士谈到,过去10年,数字工厂对生产自动化和数字驱动决策起到了很大的推动作用,但是物理智能——即机器对环境的感知、理解和灵巧操作,将是工业智能的未来。ADI的定位就是让机器具备感知、连接、控制和解译的能力,让工厂成为一个有思想、有触感和有行动力的智能系统。

1.AI的发展历程

回溯过往七十年,人工智能的发展历程,可被视作一部具象化的智能进化时间轴。

1950年,图灵测试让大家开始思考机器是否能和人一样地思考;

1956年,达特茅斯会议正式提出人工智能这个学科;

2012年,深度学习取得突破性进展,让机器视觉、语音图像识别等能力大幅提升;

2022年,生成式AI爆发,ChatGPT等大模型让AI进入全民时代;

2025年到2030年,具身机器人将在未来几年成为现实,推动产业变革。

在过去,AI、自动化和机器人都各有其赛道,但现在他们正在融汇成一个超级生态。

2.机器人发展的驱动因素

从机器人发展来看,主要受以下因素驱动:

其一,AI技术的加速迭代。随着AI 算法的持续突破,机器学习能力得到显著提升,这直接赋能机器人 —— 使其适应能力大幅增强,能够在复杂多变的环境中自主判断、优化动;

其二,市场需求的柔性升级。当前市场对制造模式的灵活性提出更高要求,工厂生产需从“刚性” 转向 “柔性”,这就倒逼机器人具备快速切换任务的能力,以匹配多品类、小批量的生产节奏,提升制造效率与应变空间;

其三,人口结构与劳动力供需的变化。全球范围内人口减少、制造业用工荒问题凸显,劳动力缺口逐渐扩大。在此背景下,“人机协作” 成为必然趋势 —— 机器人将与人类并肩作业,共同攻克复杂任务,在弥补劳动力不足的同时,进一步释放生产潜力,最终实现造福人类的目标。

3.ADI能够做什么?

陈宝兴博士做了一个生动的类比:把一座现代工厂比作一台“巨型机器人”—— 传感器是它洞察环境的 “眼睛”,高速连接网络是它传递信号的 “神经网络”,电机与执行系统是它驱动运转的 “肌肉”,而控制与解译系统则是它指挥决策的 “大脑”。

至于人形机器人,则巧妙地将上述所有核心能力,高度浓缩进一具灵巧的“人体” 之中,堪称工厂里能高效适配多种场景的 “超级员工”。

作为自动化领域的先行者,ADI 始终聚焦于为工业智能提供关键支撑,持续输出感知、连接、控制、解译四大核心能力。

从感知上讲,机器人需要像人一样能够看得见、摸得着,未来“多模态感知融合”,让机器人同时具有视觉和触觉去判断物体的形态,进而提升灵巧度。

从连接上讲,工厂和机器人都需要有高速、稳定的“神经网络”连接。

从控制上讲,控制系统是机器人的“大脑皮层”,它负责运动规划、动作执行。

从解译上讲,机器人不但要“执行”而且要“理解”环境以及要执行的任务。

作为提供从核心技术到系统解决方案的全链条产品服务商,ADI 的产品矩阵可围绕机器人运行所需的关键功能,清晰划分为几大核心板块,全面覆盖技术需求:

环境感知:提供能精准测量景深的ToF 摄像头模组,为机器人捕捉环境信息、判断空间位置提供核心视觉支持;

高速稳定连接:涵盖GMSL、以太网等有线高速连接技术,同时推出适配关节数据传输场景的 60GHz 无线连接方案,满足不同部位的数据传输需求;此外,ISO-USB 等稳健的外部连接技术,可保障机器人在维护、调试及充电过程中的安全;

精准控制与操作:拥有用于实现类人灵巧操作的IMU(惯性测量单元),搭配能实现先进抓握与触觉感知的触觉传感器,助力机器人达成精细动作与环境交互;在电机控制层面,还提供磁性编码及控制器、位置传感器,确保电机运转的精准性与稳定性;

能源管理:同步配套高效的电源与电池管理方案,为机器人持续、稳定运行提供可靠的能源保障。

4.灵巧手突破的5大关键技术

灵巧手作为人形机器人迈向更高智能的关键突破口,其类人手功能的实现,离不开五大核心技术因素的协同支撑,具体可拆解如下:

1)低延迟响应:这是灵巧手实现“本能级动作” 的基础,类比人类的 “脊髓反射”—— 人类能在 20-50 毫秒内完成本能反应,而机器人要达到同等甚至更敏捷的效果,控制环路的总延迟必须压缩至 10-20 毫秒以内,唯有如此才能快速应对突发场景,避免动作滞后。

2)精密电机控制:如同人类手指可精准调控发力大小与活动角度,机器人灵巧手也需依托高分辨率的位置感知与力反馈技术,实现对指尖动作的精细化把控。

3)触觉传感能力:要让机器人手指具备“类人触觉”,就需搭载能模拟人类皮肤感知的触觉传感器,使其可精准识别压力强弱、物体滑移状态及材质纹理差异。

4)高速互联技术:类比人类传递信号的“神经网络”,机器人灵巧手需依托高速、低抖动的数据通路,实现指尖传感器、电机与控制系统之间的实时数据传输。

5)高宽带数据共享:因为工业现场数据非常巨大,机器人需要在本地和云端之间高效地同步状态,学习经验。最新的AI算法也支持“边云协同”,让机器人能够实时上传操作数据,远程云端可以根据数据对机器人的动作进行即时优化。

5.磁耦合触觉传感器

当前市场主流的触觉传感器主要分为压阻式、电容式与光学式三类,但这类传感器普遍存在一个短板——易受环境因素干扰,可靠性欠佳。具体来看,水分兼具介电质与导体属性,会改变电场与电导特性,进而影响电容式、压阻式传感器的精度;而灰尘则可能遮挡光路,干扰光学式传感器的检测效果。

相比之下,ADI 的磁耦合触觉传感器能有效克服这些不足,具备更强的鲁棒性。核心原因在于,其依赖的磁阻特性不会受水分、灰尘等环境因素影响,可在复杂场景下稳定工作。

从工作原理来看,该传感器的结构设计简洁且精准:中间层为弹性材料,上层搭载线圈(作为磁场产生元件),下层则采用ADI 专属的电桥(作为磁场检测元件)。当传感器受到压力时,中间的弹性材料会被压缩,导致电桥所检测到的磁场强度减弱;通过读取电桥的输出信号,即可精准判断外力的大小,实现稳定的触觉感知。

从温度的角度来讲,因为ADI采用电桥型的传感器,磁阻的电桥受温度的影响也非常小。此外还有很重要的一点是,ADI的磁耦合触觉传感器是通过线圈产生磁场,电桥可以检测到线圈产生的差分磁场,但是会对外界的磁场起屏蔽作用,因为外界的磁场是平行的,所以电桥只能检测到差分磁场。另外,芯片上还有一个磁屏蔽层,能更好地屏蔽外界磁场的影响。

另外,因为电桥不直接接触外力,与外力接触的是远离电桥的上端部分,因此其稳定性较高。此外,传感器力检测灵敏度可达1g,分辨率高达 12 比特,同时还能实现低于 1mm 的空间分辨率,精准满足精细触觉感知需求。

6.AI与物理智能深度融合,加速人形机器人的创新和落地

要加速人形机器人的创新和落地,最重要的是AI要与物理智能紧密、深度融合。

陈宝兴博士谈到:“可以把‘AI和物理智能’的关系比成‘大脑跟人体’的关系,比如AI是机器人的‘大脑’,负责学习、推理、决策。物理智能是‘身体’,负责感知、运动、与环境互动。只有两者深度融合,机器才能像人一样灵活、聪明、可靠。”

物理智能的核心在于高性能传感器,ADI 机器人团队正围绕这一核心推进关键实践 —— 将 ADI 的传感器与执行器模型深度集成至 NVIDIA 的 Isaac Sim 平台。

通过这一集成,平台能够精准模拟真实世界的物理反馈,进而训练出可直接部署的机器人控制策略,为实现从仿真到现实(Sim2Real)的技术突破搭建关键路径

要知道,工业应用场景极为复杂,可用于训练的真实数据往往稀缺;而高仿真技术的价值正在于能生成充足训练数据,但仿真的准确性高度依赖精准的模型—— 这正是 ADI 当前重点发力的领域,旨在通过优质模型为仿真与现实的衔接筑牢基础。

结语:

中国在全球人形机器人产业化中占据关键地位,凭借领先的制造业能力、充沛的工程人才储备、稳健高效的供应链体系及“中国速度”,成为机器人从原型走向量产的热土,构建起强大本地生态。

在演讲最后,陈宝兴博士表示,ADI 将致力于推动这一变革,愿与各行业合作伙伴及本地创新力量紧密协作,共建充满活力的具身智能生态圈。其目标是推进人形机器人从实验室走向工厂、从概念走向现实,助力具备自适应、智能、协作特性的机器人,改变在工业、医疗、服务等多领域的发展格局,开启具身智能新时代。




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