8月22日，第二届世界人形机器人运动会在国家速滑馆“冰丝带”拉开帷幕。赛场上，人形机器人各种高难度动作一气呵成，其灵动与稳定已非往昔可比。模型与算法迭代固然是能力跃升的引擎，但聚光灯外，一场由材料、感知、芯片、电池等产业链上下游协同发力的“托举行动”，更是支撑机器人站稳脚跟、跑向未来的关键底座。
伴随着机器人从封闭场景走向更开放的人机交互环境，多位受访者表示，功能安全与可靠性正成为产业迈向高质量发展的前置条件。
● 本报记者 杨洁
各环节能力跃升
机器人产业链各环节正在经历一场系统性升级。浙江锐鹰传感技术股份有限公司技术拓展经理张宇坤告诉中国证券报记者，机器人不管是肩部、肘部还是腕部，转动的关节都需要编码器，一台人形机器人大概会用20至30套编码器，主要作用就是反馈位置和速度。“人形机器人无论是奔跑还是跳跃，对编码器的可靠性要求都非常高，比如要求高转速，需达到上万转/分钟，以支撑瞬态高爆发；此外还要有更强的抗窜动能力，这样才能使膝部、腰部等关节在高冲击中确保位置不跳变、不误报警。长远来看，未来随着人形机器人要干的活儿更多，还将升级高精度要求。”张宇坤介绍。
锐鹰传感扎根电感技术多年，于去年下半年起，公司基于电感式原理的新方案，解决了当下编码器在大冲击下易报警、抗干扰弱、精度受限等问题。张宇坤表示，电感式方案综合性能更均衡，已成为行业主流演进方向，目前已经有多家客户批量导入电感式编码器。公司已全面转向服务人形机器人需求，今年专门新增了两条全自动化产线供应该领域，新增总产能400万套，叠加原有产线，公司今年总产能预计可达800万套。
灵活、稳定的运动表现还离不开作为“神经系统”的MCU（微控制单元）芯片，一台全尺寸人形机器人身上（含灵巧手），MCU的部署量将近100颗。兆易创新高级副总裁、MCU事业部总经理李宝魁向记者介绍，MCU在机器人本体中承担着双向信息枢纽的功能。一方面，它负责接收“大脑”和“小脑”的指令，并把这些指令精准分发到各个关节、电机等执行单元，驱动机器人完成指定动作；另一方面，它也负责采集全身各类传感器反馈的信息，回传至主控系统进行处理。
随着机器人能力需求进化，对MCU的要求也在被重新定义。李宝魁将其概括为高性能、低功耗、极致小型化三者互相制约的“不可能三角”。他介绍，与工业、汽车领域MCU不同，机器人每个关节空间极其有限，可谓“寸土寸金”，“省空间”是很多客户的最高优先级要求，这意味着MCU要在更小封装内集成更多功能，同时严控发热与功耗，“这里面要有诸多深入的优化，才能做成一个比较理想的产品。”
英飞凌机器人实验室工程师徐志乐也谈到小型化、低功耗趋势。他介绍，很多头部机器人厂商开始考虑将氮化镓方案用于人形机器人一体化关节主控板，氮化镓方案具备低功耗、高性能等优势，能显著缩小整机体积。当前氮化镓已在电源适配器、AI服务器等领域规模化应用，在人形机器人领域已经有越来越多的应用，未来潜力广阔。
材料轻量化也是当下提升运动性能与能耗比的核心路径。铂力特（维权）南方大区销售总监林龙德指出，公司钛合金3D打印材料已广泛应用于机器人四肢及胸骨等部位，能够有效给机器人减重，同时提升整体续航水平。
不少人或许还记得首届人形机器人马拉松比赛时，很多机器人为了增加缓冲，穿着人类的跑鞋。林龙德介绍，铂力特专门研发了一款钛合金3D打印脚掌，耐磨同时实现弹性缓冲，满足机器人多种工况下的应用需求。
短板依然存在
尽管各环节进步明显，但从实验室和赛场走向真实工业与生活场景，产业仍面临多重制约。明略科技创始人、CEO吴明辉坦言，当前很多机器人运动或者干活场景仍属于单点能力突破，“比如，现在机器人已经可以打乒乓球，甚至能够移动着打，但球掉到地上之后，仍然需要人帮它捡起来再递过去，这并非我们所期望的状态。”
在他看来，具身智能机器人要从提供“情绪价值”迈向“生产力型”系统，需要解决的往往不是舞台上最亮眼的那个动作，而是动作与动作之间大量琐碎的“最后一公里”问题。
此外续航和散热也依然是行业里的老问题。亿纬锂能（维权）人形机器人销售中心经理张卓鹏表示，今年机器人本体对电流的调校已经好了很多，再加上电池电芯的升级迭代，机器人续航能力相比去年确实有一个相当水平的提升。但散热瓶颈依然突出，张卓鹏指出，机器人内部空间有限，难以部署主动散热系统，目前仅依赖自然风冷方式，客户需在本体端自行加装风扇等辅助措施。
具身智能机器人供应链的质量标准也有待进一步提升。无界动力创始人、CEO张玉峰表示，具身智能仍然是一个比较新兴的赛道，MTBF（平均故障间隔时间）等硬件质量指标仍远低于传统工业机械臂，传统工业机械臂可达数万小时级别，而具身智能机器人硬件目前达到千小时级已属难得。
在行业出货量大幅提升的背景下，交付周期被压缩，引发部分零部件供应商的诉求。南宁宇立仪器有限公司工作人员向记者直言，下游主机厂对六维力传感器提出“高可靠、小型化与低成本”的三重要求，正常的六周交付往往被压缩至两周，“我们希望主机厂多给零部件供应商一些耐心，因为最终产品服务的是大众，安全可靠是非常重要的。”
安全可靠迈向“必选项”
当机器人从封闭测试场走向更多开放的人机交互环境，功能安全与信息安全正从锦上添花的加分项，转变为产业可持续发展的前置条件。
李宝魁指出，功能安全关乎人机共存的底线——当偶发故障触发内部错误时，系统必须确保行为可控，如异常时静止不动而非突然冲撞；信息安全则需通过硬件级加密、安全启动等机制防范远程劫持风险。
长程任务的可靠性挑战进一步放大了安全的重要性。墨奇智能联合创始人兼CTO黄青虬分析，长程任务由多个动作串联而成，任何一个模块的微小失误都可能导致整体失败。这就要求每个环节的可靠性达到极高水平，以支撑完整任务的稳定执行。
产业链头部企业已在积极布局。李宝魁介绍，兆易创新面向机器人的MCU产品中，95%以上已支持功能安全，目前头部机器人客户已经越来越关注这两点。
具身智能机器人从赛场上的惊艳表现，到未来在工厂、家庭中的稳定服役，仍需产业链各方形成合力，以创新、耐心与严谨共同托举这一新兴产业高质量发展壮大。
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