隨著人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)以及傳感器技術(shù)的持續(xù)迭代升級(jí)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展的黃金時(shí)期。智能機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，功能也日益豐富多樣。具身機(jī)器人、機(jī)器狗、無人機(jī)、工業(yè)機(jī)械臂等各類智能機(jī)器人，正逐步融入人們的日常生活。從協(xié)助家務(wù)勞動(dòng)，到承擔(dān)醫(yī)療配送任務(wù)，再到推動(dòng)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，智能機(jī)器人已在家居、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、救援等多個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮著不可或缺的重要作用。?

人形機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)與人工智能深度融合的產(chǎn)物，近年來發(fā)展勢頭極為迅猛。《人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》指出，中國人形機(jī)器人市場規(guī)模預(yù)計(jì)在 2029 年將達(dá)到 750 億元，到 2035 年更有望突破 3000 億元。在電子發(fā)燒友網(wǎng)《人形機(jī)器人的電機(jī)控制和傳感器》專題中，思特威高級(jí)銷售總監(jiān)宗翔表示，人形機(jī)器人的不同模塊依賴不同類型的芯片來實(shí)現(xiàn)其功能，其中包括 SoC 芯片、圖像傳感芯片、觸覺傳感芯片、電池管理芯片等。思特威作為一家專注于 CMOS 圖像傳感器芯片研發(fā)的企業(yè)，旗下的 SmartGS?-2 Plus 系列全局快門圖像傳感器，在智能機(jī)器人領(lǐng)域展現(xiàn)出極高的適配性。

視覺傳感器在人形機(jī)器人系統(tǒng)中的作用

人形機(jī)器人由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，包括傳動(dòng)系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。其中，感知系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集和處理環(huán)境信息，如圖像、聲音、觸覺和力量等，以幫助人形機(jī)器人更好地理解周圍環(huán)境，實(shí)現(xiàn)安全高效的人機(jī)交互。

宗翔指出，在實(shí)際工作中，智能機(jī)器人需要頻繁與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行交互。人形機(jī)器人與現(xiàn)實(shí)世界的交互，在很大程度上依賴于機(jī)器人的視覺成像技術(shù)。清晰、準(zhǔn)確、高效且穩(wěn)定的視覺感知能力，對于機(jī)器人完成避障、定位等交互任務(wù)至關(guān)重要。CMOS 圖像傳感器作為機(jī)器人視覺感知能力的核心部件，就如同機(jī)器人的 “電子眼”。

思特威作為行業(yè)領(lǐng)先的CMOS 圖像傳感器供應(yīng)商，基于 SmartGS?-2 Plus 技術(shù)平臺(tái)，已推出了 SC038HGS（0.3MP）、SC133HGS（1.3MP）與 SC233HGS（2.3MP）等一系列全局快門產(chǎn)品。這些產(chǎn)品集高感光度、高動(dòng)態(tài)范圍、高幀率等諸多優(yōu)勢于一身，憑借出色的成像效果，能夠充分滿足各類智能機(jī)器人在避障識(shí)別與 3D 定位感知方面的需求，助力機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的現(xiàn)實(shí)交互。

SmartGS?-2 Plus 系列產(chǎn)品作為全局快門（Global Shutter）圖像傳感器，能夠有效抑制成像過程中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)形變與拖尾模糊等問題，實(shí)現(xiàn)高速且精準(zhǔn)的成像。因此，在實(shí)際作業(yè)場景中，該系列產(chǎn)品能夠保障智能機(jī)器人對運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行高清、無形變的圖像捕捉，實(shí)現(xiàn)高效移動(dòng)視物。這不僅大幅提升了機(jī)器人對周圍環(huán)境判別的準(zhǔn)確性，也顯著提高了其避障與定位識(shí)別的效率。

此外，人形機(jī)器人在實(shí)際作業(yè)中常常面臨昏暗、無可見光源等各種復(fù)雜光線條件，此時(shí) CIS 芯片的感光能力與動(dòng)態(tài)范圍就顯得尤為重要。SC038HGS、SC133HGS 與 SC233HGS 具備在可見光和近紅外光下的雙重超高感光度，同時(shí)有著出色的動(dòng)態(tài)范圍表現(xiàn)，能夠幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)無懼明暗的高清圖像捕捉能力，為智能機(jī)器人行動(dòng)提供精準(zhǔn)的視覺依據(jù)。

宗翔認(rèn)為，為提升機(jī)器人現(xiàn)實(shí)交互的精度和效率，人形機(jī)器人的視覺傳感正朝著更高精度與處理能力的 3D 視覺感知系統(tǒng)發(fā)展。例如目前已被廣泛應(yīng)用的雙目立體視覺模組，就是一種 3D 視覺感知系統(tǒng)，并且仍在不斷升級(jí)發(fā)展之中。未來人形機(jī)器人的視覺傳感技術(shù)，將不斷朝著模擬并超越人眼綜合視覺能力的方向發(fā)展，通過兩個(gè)或多個(gè)攝像頭，為機(jī)器人提供豐富而準(zhǔn)確的環(huán)境理解能力，以應(yīng)對復(fù)雜精密的識(shí)別工作需求。

視覺傳感器和 AI 的融合

在人形機(jī)器人領(lǐng)域，視覺傳感器與 AI 算法的融合能夠幫助更好地實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知。宗翔稱，在 AI 視覺布局上，思特威通過與子公司飛凌微合作，借助其推出的集成高性能 AI ISP 和輕算力 NPU 的 AI SoC 芯片 A1，搭配 0.3MP 至 8MP 不同分辨率的 CIS，能夠全面滿足不同場景對 AI 視覺處理的多樣化需求。
在實(shí)際應(yīng)用中，思特威聯(lián)合飛凌微圍繞 A1 芯片推出了一系列端側(cè) AI SoC + Sensor組合方案：?
·智能硬件領(lǐng)域：A1 芯片適配 0.3MP - 2MP 全局快門 CMOS 圖像傳感器，形成單目 / 雙目智能視覺感知模組方案。以 AI 寵物機(jī)器人為例，A1 芯片在精準(zhǔn)處理影像的同時(shí)，運(yùn)行人臉 / 物體檢測識(shí)別等視覺算法，實(shí)現(xiàn)設(shè)備在端側(cè)對用戶表情、狀態(tài)和情緒的實(shí)時(shí)感知，減輕設(shè)備系統(tǒng)后端的運(yùn)算壓力。單目模組方案兼具視頻拍照與檢測識(shí)別功能，有效節(jié)省小體積智能硬件的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)與硬件空間。?
·智能家居領(lǐng)域：將 A1 AI SoC 芯片與 3MP - 6MP 低功耗快啟 CMOS 圖像傳感器及魚眼鏡頭相結(jié)合。當(dāng)檢測到視野范圍內(nèi)有人出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)即刻喚醒并啟動(dòng)實(shí)時(shí)感知。A1 芯片運(yùn)行暗光降噪、畸變矯正等人形檢測算法，助力智能空調(diào)、電扇等設(shè)備確定人員位置，調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，為用戶營造智能化的舒適體驗(yàn)。?
·工業(yè)掃碼領(lǐng)域：同樣適配 0.3MP - 2MP 全局快門 CMOS 圖像傳感器，A1 芯片通過 AI ISP 功能提升影像清晰度，并運(yùn)行條碼讀取識(shí)別、計(jì)數(shù)檢測等輕量級(jí)算法，在工業(yè)相機(jī)端側(cè)實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)的掃碼識(shí)別與檢測，有效提升工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)的運(yùn)行效率與成本效益。例如，在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，能快速準(zhǔn)確地完成掃碼流程。?
·夜視模組領(lǐng)域：A1 芯片搭配 4MP - 8MP 夜視全彩 CMOS 圖像傳感器，借助 AI ISP 功能進(jìn)行優(yōu)化處理，為多種夜視場景攝像頭提供清晰、層次分明且低噪點(diǎn)的夜視全彩影像。?

宗翔認(rèn)為，隨著人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)以及傳感器技術(shù)的不斷迭代升級(jí)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也將步入高速發(fā)展的黃金時(shí)期，未來增長潛力巨大。在此過程中，思特威具有獨(dú)特的競爭優(yōu)勢。

在圖像傳感器技術(shù)創(chuàng)新方面，思特威憑借成熟的 SmartGS?-2 Plus 全局快門技術(shù)，能夠有效避免運(yùn)動(dòng)失真問題，為機(jī)器人的避障、步態(tài)調(diào)整等關(guān)鍵功能，提供穩(wěn)定可靠的視覺輸入。此外，依托思特威的近紅外增強(qiáng)、高動(dòng)態(tài)范圍、暗光成像等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，使機(jī)器人在暗光環(huán)境下的障礙物識(shí)別以及眼球追蹤與手勢識(shí)別等功能的識(shí)別精度不斷提升。

在產(chǎn)業(yè)協(xié)同方面，思特威將積極與模組、機(jī)器人終端廠商深入溝通，從技術(shù)、需求、應(yīng)用場景等維度，剖析機(jī)器人市場發(fā)展趨勢。通過聯(lián)合開發(fā)新技術(shù)、定制深度適配產(chǎn)品，助力機(jī)器人產(chǎn)業(yè)升級(jí)。?