2024年開春，機器人賽道又添了幾把火。

首先，即Sora發布。多模態大模型元年的到來，展現出AI對客觀世界理解力的提升，未來更將進一步賦能機器人感知、認知世界并與之交互的“軟實力”，這也讓業界開始暢享機器人領域所能承載的廣闊前景。

隨后，去年底在香港完成上市的“人形機器人第一股”優必選公布一段視頻，其工業版人形機器人Walker S已經在新能源汽車工廠“實訓”，實現了全球首例人形機器人在汽車工廠流水線與人類協作完成汽車裝配及質量檢查作業。人形機器人概念股更是持續拉升。

優必選工業人形機器人Walker S在蔚來工廠進行實訓

*圖源：優必選科技官微

國產工業機器人份額首次突破50%

人形機器人或許是首次到工廠“實習”，但在此之前，隨著工業自動化進程的加快，工業機器人早已成為現代工業生產中不可或缺的一部分。

根據高工機器人產業研究所（GGII）數據顯示，2023年中國工業機器人市場銷量31.6萬臺，同比增長4.29%，預計2024年市場銷量有望突破32萬臺，市場整體延續微增態勢。

數據來源：高工機器人產業研究所（GGII）

同時，總體來看，2023年工業機器人內外資市場份額發生較大變化，根據GGII最新統計數據顯示，2023年國產工業機器人份額首次突破50%，達到52.45%，從銷量口徑上首次實現反超。

數據來源：高工機器人產業研究所（GGII）

光伏+新能源汽車成中國工業機器人市場增長主引擎

據數據顯示，2023年光伏、新能源汽車等領域中工業機器人增長迅速。1月26日，國家能源局發布2023年全國電力工業統計數據。數據顯示，截止2023年，光伏累計裝機609.49GW，其中 2023年新增光伏裝機216.88GW，創歷史新高。

一方面，這是受當期處于光伏行業的集中擴產期，對工業機器人的需求較大；另一方面，光伏制造各工藝環節的機器人滲透率持續提升，硅片、組件提速擴產需求催生新的機器人應用場景。

*圖片來源：智研咨詢

而在汽車制造中，工業機器人的應用同樣廣泛，已被用來加工和生產各種汽車零部件。特別是新能源汽車產業的飛速發展，進一步帶動了工業機器人應用進階。

根據乘聯會數據，2023年世界新能源汽車銷量達到了1428萬臺。其中，中國的新能源汽車產銷量也表現強勁，分別達到了944.3萬輛和949.5萬輛，分別同比增長30.81%和37.9%，占全球比重超過60%，連續9年位居世界第一。

新能源汽車市場的蓬勃發展也直接帶動了工業機器人的增量需求。焊接、涂裝、組裝和檢測，通過工業機器人的應用，汽車制造商能夠實現提高生產效率、質量和安全性，降低成本和能耗，實現柔性化和智能化生產。

三大部分分工配合，控制講求精細化和智能化

由于可自動執行重復性任務，承擔復雜而費力的作業，并在對人類有危險或有害的環境中工作，工業機器人深受下游客戶青睞。而只有控制部分、機械執行部分、以及感知部分，三大部分統籌協作，方能成就工業機器人的一片天地。

圖片來源：艾瑞咨詢研究院

當然，這也需要集成度更高、性能更強的控制單元從而實現更高的功率效率、更平穩安全的運動以及更高的精度，以進一步提高生產力和自動化水平。

前不久，兆易創新就在由兆易創新科技集團股份有限公司與清華大學集成電路學院聯合承辦的智能機器人產業鏈創新研討會暨2024國際自主智能機器人大賽預備會上表示機器人本體的各組模塊都可以見到MCU的身影，從感知層、決策層到執行層的控制功能均需要通過MCU來實現，一個機器人往往要使用十幾顆至數十顆MCU。

而兆易創新GD32 MCU作為32位通用MCU市場的主流之選，正以累計超過15億顆的出貨量，45個系列550余款產品選擇為廣闊的機器人應用場景賦能。比如面向工業機器人、伺服電機手臂中的強算力需求，GD32F4系列Cortex-M4內核高性能MCU主頻高達240MHz，支持硬件DSP指令集和浮點運算單元FPU，配備大容量存儲，可以勝任復雜的電機控制算法。

事實上，早在2022年，兆易創新就與北京市科學技術研究院聯合宣布，合作共建遠程自主智能機器人芯片應用實驗室。據悉，實驗室將以自主智能機器人相關應用為重點，圍繞兆易創新豐富的GD32 MCU芯片產品研發各種類型的機器人傳感器和執行器，并進行使用測評，同時實現自主智能軟件、硬件以及AI算法的開發，持續賦能機器人AI人才建設和產業發展。

圖片來源：兆易創新

國民技術工業增強級MCU就具有優異的電機控制算法技術和強大的處理性能、豐富的高速模擬器件與數字通信接口，可助力客戶輕松完成產品創新設計，開發出功能更為強大和智能化程度更高的機器人產品。

其N32G45X、N32G43X和N32G030等系列32位工業增強級MCU，已經在機械臂、機器骨骼、步進電機、伺服電機等工業應用領域獲得批量應用。

圖片來源：國民技術

此外，更智能化的需求使得數據實時處理和分析已逐漸成為機器人的“必修課”。邊緣計算作為一種新興的計算范式，可以將數據處理任務從云端轉移至本地，在設備端完成計算任務，從而有效降低延遲、保護隱私、提高數據安全水平。

對于機器人而言，依靠邊緣計算可以突破網絡環境限制，大幅縮短響應時間，提高其在復雜場景中的自適應能力和應用價值。德州儀器研發的TDA4x處理器，具有8個Cortex-A72和4個R5F內核，以及高效視覺、深度學習硬件加速器和DSP，能夠處理豐富的圖像、雷達和運動控制等數據，是一款可實現功能安全型單芯片機器人控制器。

圖片來源：德州儀器

德州儀器之前也于展會同期展示了搭載TDA4x處理器的達明TM5S協作機器人，基于高效穩定的數據處理能力，機械臂可通過視覺捕捉人的動作并做出相應模仿，彰顯智能制造場景下的創新應用。

圖片來源：德州儀器

感知是基石，助力工業機器人創造世界

在鋼鐵與電路的世界里，工業機器人的感知系統是它們靈魂的窗口，一扇開啟于無垠宇宙的門扉。它們的“眼睛”能在千分之一秒內捕捉到飛速移動的物體，它們的“耳朵”能從最微小的聲波中辨識出復雜的模式。在這個由精密傳感器和先進算法編織的網絡中，工業機器人以一種超越人類感知的方式，感知世界，解讀環境。

在這個過程中，工業機器人不再僅是執行命令的工具，而是成為了理解世界，甚至是創造世界的伙伴。

機器視覺的核心是用“機器眼”代替人眼，對物體進行識別、測量并做出判斷，工業機器人的機器視覺具備高感知效率、高精準度、和基本無人化的優勢，是實現工業自動化的核心技術。在這種背景下，以CMOS圖像傳感器為支點的成像技術顯得尤為重要。

據市場咨詢機構Yole 2023年最新的《CMOS 圖像傳感器行業現狀》報告顯示，2022年全球CMOS圖像傳感器市場為213億美元（約合1555億人民幣），預計將在2028年達到288億美元，2022年至2028年的復合年增長率（CAGR）為5.1%。

安森美半導體以一款1600萬像素CMOS傳感器XGS 16000，為機器人和檢測系統等工廠自動化應用提供了高質量的全局快門成像。同時XGS 16000在65fps下僅耗電1 W，令其成為在功耗方面同類極佳的產品之一。

當然，除了要“看得準確”，更要“控制得精確”，以位置傳感器為首的方案用于檢測機器人或其部件的位置、位移或者角度，確保能實現精確控制。

近年來，伴隨新能源汽車以及三電系統的普及，高精度位置傳感器的需求迎來大幅增長。艾邁斯歐司朗作為這個領域的重要玩家，對此有著深刻感知。

其位置傳感器憑借獨特的抗外部磁場干擾優勢，正在包含新能源汽車、各類電機以及機器人等高性能領域中大顯身手。據悉，艾邁斯歐司朗的磁性位置傳感器可以達到20,000A/m的抗干擾能力，相比市面其他產品具有幾乎是20倍的性能優勢。

據艾邁斯歐司朗介紹，磁性位置傳感器是當前服務、工業機器人中最廣泛使用的傳感器技術之一，幾乎機器人的每個關節都使用兩個或多個位置傳感器。

圖片來源：艾邁斯歐司朗

未來，伴隨著AI智能體的起量，以及機器人在細分行業應用的愈發成熟，對高精度位置傳感器的需求也會不斷加碼，包含工業機器人在內的整個市場將會進一步擴容。

此外，納芯微于今年初推出的全新低功耗霍爾開關NSM107x系列，由于能為數字位置檢測提供高精度的解決方案，因此可被廣泛應用于工業與消費電子領域。

圖片來源：納芯微

比如在工廠自動化控制系統、工業機器人以及自動化生產設備中，NSM107x可用于檢測機械運動狀態、位置和速度等信息，由于其低功耗特性，使得設備在長時間運行時不僅保障了可靠的性能，還可以減少能源消耗。

當然，在精確感知的前提下，應用的安全性也至關重要，畢竟工業機器人已經成為人類的“最佳同事”。確保工業機器人的安全性和可靠性，就需要先了解一個關鍵環節：扭矩。

據TE Connectivity介紹，工業機器人中正確的扭矩水平，可以防止對機械臂本身造成傷害，更能有效保護在此工作中協同合作的工人。基于此，TE推出了一種新型安全扭矩傳感器，能安裝在機器人的每個關節中檢測其扭矩，進一步提高工業機器人，特別是協作機器人的安全性和可靠性。

圖片來源：TE Connectivity

4大趨勢前瞻工業機器人未來發展浪潮

在人工智能不斷賦能的當下，工業機器人的未來發展方向確已明晰：

第一，就是更加智能化。工業機器人的智能化主要是由內外部的智能化同頻共振。對于外部智能化，主要是通過外置設備進行多維度、多場景的數據采集及分析后，進行智能決策，進而驅動工業機器人的執行，如視覺檢測、視覺定位。對內而言，則主要由兩點驅動：（1）核心零部件本身走向智能化，如伺服驅動器、控制器的算法；（2）工業機器人自身運轉狀態的監測也更加全面、控制更加精細化，自身數據的監測與控制器形成良性互補，共同推動工業機器人智能化。

第二，應用場景深度與廣度的進一步拓展。對于已有場景，工業機器人的未來走向主要是聚焦與解決方案的精進性與標準化；對于潛在場景，特別是對有需求但高要求的場景，先進技術的應用主要聚焦于自適應能力和交互能力兩方面。

第三，助力柔性生產。工業機器人助力柔性生產主要集中在生產制造環節與裝配環節，其目的是滿足同一產線生產產品品類、產品款式、產品尺寸多樣化的能力，內核是期望實現產銷協同。

第四，更加趨向于平臺化。平臺化主要是指工業機器人本體及其配件的硬件、軟件趨于標準化和通用化，應用解決方案核心能力的通用化。當然，平臺化過程中的難點還需正視，因為如果要克服工業領域應用的復雜性與多樣性，標準化準則就是當前亟待解決的問題。