如何让人形机器人更智能、更安全？这家国产MCU厂商给出答案​

电子发烧友网报道（文 / 吴子鹏）​根据 GGII 预测数据，2024 年全球人形机器人市场规模达 10.17 亿美元，预计到 2030 年将激增至 150 亿美元，年复合增长率超 56%。当前，人形机器(qì)人(rén)正(zhèng)处(chù)于(yú)高(gāo)速增长的爆发期，智能化与安全性成为技术发展的核心方向，也是产业突破面临的关键挑战。​

在电子发烧友网《人形机器人的电机控制和(hé)传(chuán)感(gǎn)器(qì)》专(zhuān)题(tí)中(zhōng)，国民技术指出，人形机器人对芯片在高性能、低功耗、集成度、封装尺寸、通信速度及安全性等多方面均有较高要求。针对这些需求，国民技术凭借 20 余年设计与量产经验，聚焦 “通用 + 安全”，创新研发布局通用 MCU、安全芯片、无线射频、电源管理等技术与产品。具体而言，国民技术提供基于 Arm® Cortex®-M4F、Arm® Cortex®-M7 内核的高性能 MCU 产品；基于 Arm® Cortex®-M4F 内核的低功耗 MCU 产品，以及电量计 / AFE 产品；在通信方面支持 USB HS OTG/CAN-FD/EtherCAT 等高速 I/F；在封装方面，系列产品涵盖传统与先进的封装类型。​

更高效的电机控制​

人形机器人的控制架构可类比人类神经系统，分为大脑（决策层）、小脑（运动协调层）、关节（执行层）、末端（交互层）四大层级。其中，大脑和小脑主要(yào)承(chéng)担(dān)决(jué)策(cè)和(hé)控(kòng)制(zhì)协(xié)调(diào)任(rèn)务；关节负责将控制指令转化为物理运动，实现肢体灵活性与负载能力；末端则负责直接与环境交互，完成抓取、操作等具体任务。​

要实现智能化的人形机器人，不仅需具备强大的大脑和小脑，还需灵敏、高效的关节和末端，而相当一部分功能的实现(xiàn)依(yī)赖(lài)于(yú)电(diàn)机(jī)驱(qū)动(dòng)。国(guó)民(mín)技(jì)术(shù)认(rèn)为(wèi)，相(xiāng)比(bǐ)传(chuán)统(tǒng)电(diàn)机(jī)控(kòng)制(zhì)，人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)对(duì)电(diàn)机(jī)控(kòng)制(zhì)在(zài)精(jīng)度(dù)、通(tōng)信(xìn)响(xiǎng)应(yīng)速(sù)度(dù)、小(xiǎo)型(xíng)化(huà)等(děng)方(fāng)面(miàn)有(yǒu)着(zhe)特(tè)殊(shū)要(yào)求(qiú)。国(guó)民(mín)技术基于 Arm® Cortex®-M4F、Arm® Cortex®-M7 内核的高性能 MCU 具有 100ps 级别的 PWM 精度，集成了 EtherCAT 等高速 I/F。通过片内总线集成 EtherCAT，可达到更快的数据访问速度，缩短电控的响应时间。这些增强特性在伺服控制、编码器等关节驱动应用中具有显著优势，尤其适用于人形机器人的电机控制。​

在需要边缘 AI 的人形机器人关节和末端方案中，国民技术提供高算力的 M4、M7 产品。在具体的方案里，电机控制约占用 20% 的算力，仍有约 80% 的算力可用于端侧 AI 算法运行，从而在前端执行一些离线 AI 算法。目前，国民技术正推进关节模块方案的开发，以及离线 AI 资源的分析与优化。​

未来，人形机器人将适配更多使用场景，需求数量将大幅攀升。国民技术的 MCU 产品已在关节驱动、编码器、驱动模组网关、激光检测模组、IMU 模块、舵机等场景进行相关布局，助力人形机器人在更拟人化、人性化方面进一步发展。后续，国民技术将在灵活性、集成度等方面实现更大提升，通过传感 + 计算 + 动作一体化方案实现本地高效处理，进一步推动电控芯片向更高集成度发展，以减小 PCBA 面积并提高响应的实时性。​

更安全的方案实现​

如前所述，人形机器人追求智能化的前提是确保系统的安全性，这包括功能上的可靠性与信息安全两个方面。​

在功能可靠性方面，人形机器人全身数百个零部件需经过严格测试，并且人形机器人整机在进行整机测试前，需通过单腿负重、多关节耐久性等分项测试。此外，《人形机器人分类分级应用指南》明确了 L1-L4 技术等级和 G1-G5 智能化阶段，规范了开发与应用。​

在信息安全性方面，国民技术指出，人形机器人作为高度集成且交互复杂的智能硬件设备，其信息安全需要进行深层次、多维度的保护。涵盖硬件安全、数据安全、网络安全、身份与访问控制、软件安全、物理交互安全、AI 模型安全、供应链安(ān)全、合(hé)规(guī)与(yǔ)标(biāo)准(zhǔn)、生态安全、伦理与社会责任等多个领域。​

国民技术拥有国内首个企业级安全攻防实验室，是国内最早的安全芯片厂商之一。公司汇聚了业内大量经验丰富的安全专家，具备强大的供应链能力和丰富的量产经验。公司研发的安全产品/方案具有高安全性、可靠硬件、Turn-key 解决方案、完善安全平台等特点，并通过了第三方机构全面的安全资质认证（包括商密二级、ITSEC EAL5+、CC EAL4 + 等），能够有效解决人形机器人涉及的硬件安全、数据安全、身份与访问控制、软件安全、AI 模型安全等安全问题，为人形机器人、具(jù)身智能、隐私计算等应用安全保驾护航。​

结语​

在人形机器人产业爆发的进程中，国民技术以 “通用 + 安全” 双轮驱动，为智能机器人的核心控制系统提供了关键支撑。其基于高性能 MCU 与安全芯片的技术布局，不仅满足了人形机器人在电机控制精度、响应速度及集成度上的严苛要求，更通过深层次的信息安全架构，为人形机器人的可靠性与智能化发展筑牢安全屏障。

从关节驱动到边缘 AI，从硬件防护到数(shù)据(jù)安(ān)全，国(guó)民(mín)技(jì)术(shù)正(zhèng)凭(píng)借(jiè) 20 余(yú)年(nián)的(de)技(jì)术积累与创新能力，推动(dòng)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)向(xiàng)更(gèng)灵(líng)活(huó)、更(gèng)安(ān)全、更(gèng)人(rén)性(xìng)化(huà)的(de)方(fāng)向(xiàng)进(jìn)化(huà)。随(suí)着(zhe)行(xíng)业(yè)标(biāo)准(zhǔn)的(de)逐(zhú)步(bù)完(wán)善(shàn)与(yǔ)应(yīng)用(yòng)场(chǎng)景(jǐng)的(de)持(chí)续(xù)拓(tà)展(zhǎn)，国(guó)民(mín)技(jì)术(shù)的(de)技(jì)术(shù)创新与产业协同，有望成为加速人形机器人普及的核心推动引擎。​