泰克全鏈路測試助力人形機器人加速發(fā)展

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在剛剛舉辦的人形機器人科技創(chuàng )新大會(huì )中，泰克科技（Tektronix）作為測試、測量和監測解決方案的創(chuàng )新者，展示了其全鏈路測試解決方案，為與會(huì )者提供了深入了解其在人形機器人研發(fā)領(lǐng)域的最新進(jìn)展和創(chuàng )新技術(shù)的機會(huì )。

在當今科技飛速發(fā)展的時(shí)代，人工智能、計算機視覺(jué)和柔性關(guān)節技術(shù)的深度融合，為人形機器人的發(fā)展注入了強大動(dòng)力，使其從曾經(jīng)遙不可及的科幻概念，逐漸走進(jìn)現實(shí)生活，在諸多領(lǐng)域嶄露頭角。2025 年蛇年春晚，人形機器人驚艷亮相，它們靈動(dòng)的身姿、流暢的動(dòng)作，為全國觀(guān)眾帶來(lái)了一場(chǎng)別開(kāi)生面的科技盛宴，也讓人形機器人這一前沿科技成果以最直觀(guān)的方式呈現在大眾眼前。

人形機器人作為“具身智能”的典型代表，通過(guò)模擬人類(lèi)的形態(tài)和行為模式，具備了獨特的應用價(jià)值。2024 年全球發(fā)布超 30 款整機新品，2025 年被看作“量產(chǎn)元年”，預計 2024 - 2035 年，中國人型機器人市場(chǎng)規模會(huì )從約 27.6 億元大幅增長(cháng)到 3000 億元。在工業(yè)救援場(chǎng)景中，它們能夠憑借靈活的肢體和精準的環(huán)境感知能力，深入危險區域，完成復雜的救援任務(wù)，保障救援人員的安全；在家庭服務(wù)領(lǐng)域，人形機器人可以承擔起家務(wù)勞動(dòng)、陪伴老人兒童等工作，為人們的生活提供便利；在醫療輔助方面，它們能夠協(xié)助醫生進(jìn)行手術(shù)、護理病人，提升醫療服務(wù)的效率和質(zhì)量。

國家高度重視人形機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，積極出臺多項支持政策。不僅搭建了通用具身智能平臺——“格物”，為技術(shù)研發(fā)和應用創(chuàng )新提供了堅實(shí)的基礎，還設立了國家地方共建人形機器人創(chuàng )新中心開(kāi)放基金，吸引了大量科研力量和社會(huì )資本投入到這一領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了人形機器人技術(shù)的創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在國家政策的引導和支持下，人形機器人產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)前所未有的發(fā)展機遇，有望成為未來(lái)經(jīng)濟增長(cháng)的新引擎。

人形機器人產(chǎn)業(yè)的測試新挑戰

人形機器人的總體架構，基本功能模塊主要包括感知層、決策層和執行層，以及用于續航保障的電池。各層相互協(xié)作，使機器人能夠感知環(huán)境、做出決策并執行動(dòng)作，實(shí)現各種復雜任務(wù)。

1.感知層

感知層主要通過(guò)各類(lèi)傳感器實(shí)時(shí)感知機器人自身狀態(tài)和周?chē)h(huán)境信息，如視覺(jué)傳感器采集圖像信息，聽(tīng)覺(jué)傳感器捕捉聲音信號，觸覺(jué)傳感器感知壓力、溫度等，為機器人后續決策提供數據基礎。加速度計在機器人行走時(shí)監測腳步加速度，以判斷行走速度、步伐大小和平衡狀態(tài)；陀螺儀在機器人轉身、轉頭時(shí)，精確測量旋轉角度和角速度，幫助機器人精準定位目標。

2.決策層

決策層在機器人運行中處于核心樞紐地位，它接收并深度處理感知層傳來(lái)的數據，做出精準決策，指揮執行層行動(dòng)。決策層的核心任務(wù)是處理感知層收集的海量數據，機器人的視覺(jué)傳感器每秒可能采集數十甚至上百幀圖像，每幀都包含大量像素信息。決策層中的主控芯片集成強大計算單元和復雜算法，像高性能 CPU、擅長(cháng)并行計算的 GPU，以及專(zhuān)為深度學(xué)習優(yōu)化的 NPU 等協(xié)同工作。比如在物流倉儲場(chǎng)景中，能根據環(huán)境地圖、貨物位置和自身位置信息，實(shí)時(shí)分析規劃出最優(yōu)搬運路徑。

3.執行層

執行層由執行機構組成，根據決策層的指令完成相應動(dòng)作。執行器是執行層的關(guān)鍵部件，像特斯拉 Optimus 的線(xiàn)性執行器和旋轉執行器，分別由無(wú)框力矩電機、行星滾柱絲杠、諧波減速器等多種零部件構成，它們協(xié)同工作，精確控制機器人關(guān)節的運動(dòng)，實(shí)現機器人的各種動(dòng)作，如行走、抓取物品等。

4.電池

電池對人形機器人至關(guān)重要，直接決定其持續工作能力。在服務(wù)行業(yè)，如酒店導覽、餐廳服務(wù)機器人，需長(cháng)時(shí)間穿梭于不同區域，若電池續航不足，頻繁充電會(huì )中斷服務(wù)，降低效率，影響用戶(hù)體驗。在工業(yè)制造領(lǐng)域，機器人需在生產(chǎn)線(xiàn)持續作業(yè)，短續航可能導致生產(chǎn)停滯，增加生產(chǎn)成本。在復雜救援場(chǎng)景中，續航不夠會(huì )使機器人無(wú)法完成長(cháng)時(shí)搜索、救援任務(wù)，危及生命財產(chǎn)安全。

泰克全鏈路測試解決方案

泰克科技的全鏈路測試解決方案為人形機器人的測試測量全方位保駕護航。

在人形機器人的感知層設計和調試中，圖像和視頻信息主要通過(guò)MIPI D-PHY總線(xiàn)進(jìn)行傳輸。對于需要遠距離傳輸至域控制器或中央處理單元的數據，還會(huì )采用車(chē)載以太網(wǎng)、GMSL、FPD-LINK等總線(xiàn)標準。泰克科技提供的MIPI D-PHY測試解決方案全面而高效，完全遵循MIPI D-PHY規范，能夠實(shí)現對發(fā)射機的全自動(dòng)、百分百覆蓋測試，包括在高速和低功耗狀態(tài)下的多項測量。該方案操作簡(jiǎn)便，通過(guò)TekExpress軟件可實(shí)現一鍵測試，其直觀(guān)的圖形用戶(hù)界面支持靈活探測，并能解碼DSI和CSI總線(xiàn)，有效幫助工程師解決MIPI設計中的問(wèn)題。

泰克的車(chē)載以太網(wǎng)測試方案遵循IEEE和Open Alliance標準，支持10BASE-T1S、100BASE-T1、1000BASE-T1以及2.5G/5G/10G車(chē)載以太網(wǎng)的發(fā)射器合規性測試，涵蓋電氣信號和抖動(dòng)分析等。該方案通過(guò)向導實(shí)現全自動(dòng)化測試，自動(dòng)配置設備，顯著(zhù)縮短測試時(shí)間，并能生成包含波形測試結果的詳細報告，便于后續分析。泰克同樣具備測試GMSL、FPD-LINK等復雜專(zhuān)用總線(xiàn)的能力。

在決策層，中央處理單元通過(guò)車(chē)載以太網(wǎng)連接機器人的各個(gè)感知和行動(dòng)部件，同時(shí)利用PCIe在CPU、GPU、存儲等芯片間構建算力網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現信息的快速傳輸。作為PCI-SIG工作組成員，泰克在發(fā)射機和接收機驗證方面擁有豐富經(jīng)驗，提供的測試方案覆蓋PCIe 1.0至6.0多代標準，支持BASE和CEM測試，確保全面的發(fā)射機和接收機測試。

執行層方面，關(guān)節或靈巧手的行動(dòng)邏輯依賴(lài)于電機驅動(dòng)，需要對電機策略及其效果進(jìn)行精細調校。泰克的IMDA（逆變器電機驅動(dòng)器分析）方案，利用5/6系列示波器的高精度優(yōu)勢，為交流感應、永磁同步、無(wú)刷直流電機等系統提供精確的電氣測量。該方案支持三相電機策略的測量驗證，具備自動(dòng)設置、諧波門(mén)控等功能，并能提供電能質(zhì)量測量趨勢圖，支持多種傳感器進(jìn)行機械測量，軟件還能自動(dòng)生成報告，簡(jiǎn)化設計和開(kāi)發(fā)流程。

電池測試方面，泰克的方案涉及多種設備，其中DMM（數字萬(wàn)用表）尤為關(guān)鍵。在電池測試中，開(kāi)路電壓（OCV）測量至關(guān)重要，DMM可以直接連接電池測量直流電壓。例如，Keithley DMM7510這款7位半DMM，憑借其高精度能夠檢測出開(kāi)路電壓的微小差異，有助于識別有缺陷的電芯，對電池制造和性能評估具有重要意義。泰克的其他測試設備也與之協(xié)同工作，共同保障電池研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量的可靠性。