第六届中国国际进口博览会于11月5日至10日在国家会展中心（上海）举行，德州仪器（TI）以“助力数字化创新，共赴高质量发展”为主题，连续第三次参展进博会，展示面向汽车电子、机器人和可再生能源领域的解决方案。
65年前，德州仪器的工程师Jack Kilby发明了世界上第一块集成电路。这一伟大发明不仅改变了我们的生活方式，也不断推动着科技创新。如今，您打出的每一个电话、每一次网络连接、每一张相片、每一场电影，德州仪器的技术都蕴含其中。
展会期间，在机器人主题媒体分享会上，德州仪器中国区技术支持总监师英分享了德州仪器针对机器人领域的一些技术、探索和想法。

改善我们与世界的互动方式
更好地感知世界，并不限于“感知”，还需要更好地“体验”世界，其中包括感知、深度学习、精密执行等，因此需要对机器人系统各个环节的技术进行探索和研究。从工业机器人到医疗机器人、陪伴服务型机器人，得益于各行各业非常优秀的企业、科学家和工程师的不停努力，才使机器人在很多场景广泛使用。
师英认为，半导体在机器人开发中的应用可分为几个方面。首先，机器人一定要有手臂，不管是装配机器人还是工业机器人，包括多轴机械臂。汽车制造、工业制造、消费品制造的客户使用很多不同类型的机器人，承担着运输、装配、焊接工作，它们都需要非常精准的机械臂移动；服务型机器人也需要让它动起来。所有的运动控制都需要精确、高效，功率密度也在不断提升。

打造更智能、更安全的机器人
师英介绍说，作为一家半导体公司，在电机控制领域，德州仪器可以提供C2000™、Sitara™实时控制单片机，加上门极驱动器和氮化镓功率器件，实现精准、高效、功率密度持续提升的电机控制方案。
从计算角度来看，今天的机器人越来越多地加入了人工智能，这就需要有一个强大的处理器，而且需要有深度学习或AI功能，以识别和感知环境的各种参数，如障碍物、形状、颜色等信号。在工业领域，将这些数据送到云端进行运算，之后再送回现场，这样的延迟不符合大部分工业应用的要求。所以，需要用边缘计算将人工智能运算放到设备端。



他认为：“随着对机器人人工智能的要求越来越高，算力将更加强大。在TDA4系列处理器系列中，德州仪器提供从1个TOPS、2个TOPS，直到单片32TOPS边缘计算的AI处理器。”
AI是思考的大脑，其赖以思考的素材来自于传感器。最常见的传感器是摄像机，在德州仪器展台上有一款DMS展品，它可以对汽车司机进行监控，一旦他闭上眼睛超过一定时间，就会被认为是在打瞌睡，这就摄像头检测。
另一种是毫米波雷达，今天工业和汽车领域的毫米波雷达大多是在60GHz或77GHz频段工作，可以准确地感知非常细微的运动，乃至呼吸时身体的变化。德州仪器可以提供非常成熟和性价比非常优异的毫米波雷达传感器，以及超声波、温度、电流等各种各样的传感器。
“对传感器的要求是感知能力越来越精确，对微小信号的变化非常灵敏，同功耗也要持续降低。”他补充说。
在通信方面，机器人系统不仅要与各个子系统或部件进行高速、准确、实时的通信，还需要和其他设备联网，可能还需要和云端连起来。所以精准、高度完整性和安全的通信也是机器人系统遇到的挑战之一。
师英解释说，在通信过程中，信号的完整性不能有任何损失，实时性要求也非常高，因为边缘计算需要在一个信号被感知、运算和送去做控制的过程中，不能有太多的延迟。
还有一个很重要的话题就是安全，它包括两个方面：一是功能安全，信号在传输过程中不能出错；二是另信息安全，要确保通信过程中信息不能有任何泄露。
总之，在机器人系统设计面临的各种挑战中，精准的电机控制、强大且高能量效率的AI运算功能、边缘计算功能和精密准确的传感，以及高效、实时、安全的通信，是半导体公司持续创新的发力点和动力所在。

确保实现无缝和更高的效率的工厂自动化
未来，越来越多的工业机器人会变得更加灵活、更加聪明、更加安全，可以让工厂自动化的效率更高，同时降低生产成本，提高生产效率。



师英介绍说，德州仪器展台上有一台Techman制造的机器人，其中用到了德州仪器的技术和芯片。其中的IWR6843单芯片毫米波雷达传感器工作频率是60GHz到64GHz。四发三收和毫米波信号回波后的数字处理、滤波和点云计算都可以用一颗IWR6843实现。
TM5S工业机器人用的核心处理器是TDA4处理器，它已广泛应用在工业和汽车各种需要人工智能、深度学习运算能力的应用场景。这个多达8核的Cortex-A72多核异构处理器还有4个R5F内核，是符合功能安全高等级标准的子系统。



TDA4处理器单片可以集成AI算力、深度学习能力，从8TOPS到16TOPS和32TOPS，有各种不同AI算力组合。它还有符合TSN标准的8个千兆以太网交换机端口，还有4个PCle交换机端口，通信能力超强。

机器人与人们的生活息息相关
师英说，在医疗方面，除了手术机器人或手术辅助机器人，在医院还有辅助型、护理型机器人。很多客户还在开发更为智能、更为先进的医疗应用机器人，包括先进的诊断算法AI机器人。在服务性行业，送餐机器人已很常见；机场也可以看到除了运输机器人，还有清扫服务机器人。未来，服务领域机器人也会越来越多地替代人工工作，用在各种应用场景。
在家庭，机器人也会帮助人们做越来越多的事情，从现在只是打扫，到以后可以做饭，再到陪伴。之后会有越来越多的陪伴型、服务型机器人走入家庭服务，现在有非常多的客户也在这方面进行持续探索。

打造更先进的新一代机器人
为了让机器人变得更加聪明、更加智能，完成更多的工作，同时总体功耗、体积、易用性、安全性有持续和进一步的提升。作为一家半导体公司，德州仪器可以在几个方面帮助客户和行业设计和制造更加智能、更加安全的机器人。



师英表示，首先是精准、安全、高能效的电机控制。德州仪器能够提供从实时控制单片机到安全的功率器件门极驱动，再到各种电流和电压的精密传感器，以及第三代半导体技术的氮化镓功率器件，满足电机控制领域的需求。
第二是智能，利用具有边缘计算功能的多核异构处理器系统，可以用更小的功耗提供更强大的AI算力。
第三是精准、灵敏、高效的传感系统，包括图像处理、毫米波雷达传感器，也包括针对其他物理量的传感器和运算单元。
第四是高度完整性和精确安全的通信，特别是功能安全，可以使通信不出错；信息安全可以保证信息不被窃取和篡改。
作为一家半导体公司，德州仪器致力于持续帮助各个行业的客户设计制造出更好、更聪明的机器人，让我们的生活更美好。