AI无法超越人形机器人的硬件限制

RoboBusiness 2025将于10月20日至21日在圣克拉拉举行。Allegro MicroSystems技术与战略董事总经理Andreas Friedrich将讨论实现下一代机器人驱动器的关键技术进步。RoboBusiness由《机器人报告》及其母公司Arrowfly组织。

人形机器人的能力越强，建造难度就越大。每个活动关节都会增加电机、传感器和控制部件，它们占用狭小空间并增加重量，可能妨碍运动。人工智能改善了感知和决策，但将决策转化为精确、安全的运动是一个独特的工程问题。当人形机器人从实验室走向实际工作环境时，这一鸿沟更加明显。

先进机器人的电源架构正从低压系统转向48V直流系统。更高电压将电流降至四分之一，使布线更轻，电阻损耗降低16倍。这降低了能量需求，并简化了机器人紧凑结构中的热管理。

然而，更高电压也带来新风险。快速减速时，电机会充当发电机，产生远高于名义总线电压的瞬态电压。电机控制电子必须承受这些暂态而不损坏或失控。功率、重量或热量方面的每一步改进都会带来可靠性或性能的代价。

高级AI可能告诉机器人拾起杯子或转动手柄，但每个关节仍需执行。关节使用闭环控制，结合位置、电流和扭矩传感器以及连续电机调整。递一杯茶需要动态扭矩控制和对变化力的响应。这种物理智能桥接了AI决策和受控运动。

灵巧的手部和肩部有不同需求。大型电机会产生电磁干扰，小型关节在极狭小空间中需要精确反馈。没有单一的传感方案能满足所有要求，可靠的反馈是将机器智能转化为行动的关键。

当机器人与人类协作时，安全必须融入控制回路。功能安全系统必须检测故障并快速切换到安全状态。设计者借鉴汽车转向和制动系统，从开始就嵌入诊断和安全状态行为。集成机电子系统——包含传感、控制、电源、热管理和安全——变得至关重要。半导体集成缩短了电气和物理距离，减少了电路板走线复杂性和寄生效应，使工程师能专注于机器人层面的软件和行为。

触觉和力传感仍是重大挑战。人类根据感觉调整握持，而非预设轨迹。机器人需要类似的反馈来处理易碎物品。AI进步使机器人更接近决定该做什么，但下一个突破可能取决于物理系统能否高效、精确、安全地执行这些决定。