泰克全鏈路測試助力人形機器人加速發展
2025-05-16 11:12:52 EETOP在剛剛舉辦的人形機器人科技創新大會中，泰克科技（Tektronix）作為測試、測量和監測解決方案的創新者，展示了其全鏈路測試解決方案，為與會者提供了深入了解其在人形機器人研發領域的最新進展和創新技術的機會。
在當今科技飛速發展的時代，人工智能、計算機視覺和柔性關節技術的深度融合，為人形機器人的發展注入了強大動力，使其從曾經遙不可及的科幻概念，逐漸走進現實生活，在諸多領域嶄露頭角。2025 年蛇年春晚，人形機器人驚艷亮相，它們靈動的身姿、流暢的動作，為全國觀眾帶來了一場別開生面的科技盛宴，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，通過模擬人類的形態和行為模式，具備了獨特的應用價值。2024 年全球發布超 30 款整機新品，2025 年被看作“量產元年”，預計 2024 - 2035 年，中國人型機器人市場規模會從約 27.6 億元大幅增長到 3000 億元。在工業救援場景中，它們能夠憑借靈活的肢體和精準的環境感知能力，深入危險區域，完成復雜的救援任務，保障救援人員的安全；在家庭服務領域，人形機器人可以承擔起家務勞動、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，它們能夠協助醫生進行手術、護理病人，提升醫療服務的效率和質量。
國家高度重視人形機器人產業的發展，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”，為技術研發和應用創新提供了堅實的基礎，還設立了國家地方共建人形機器人創新中心開放基金，吸引了大量科研力量和社會資本投入到這一領域，有力地推動了人形機器人技術的創新與產業的發展。在國家政策的引導和支持下，人形機器人產業正迎來前所未有的發展機遇，有望成為未來經濟增長的新引擎。
人形機器人產業的測試新挑戰
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。各層相互協作，使機器人能夠感知環境、做出決策并執行動作，實現各種復雜任務。
1. 感知層
感知層主要通過各類傳感器實時感知機器人自身狀態和周圍環境信息，如視覺傳感器采集圖像信息，聽覺傳感器捕捉聲音信號，觸覺傳感器感知壓力、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監測腳步加速度，以判斷行走速度、步伐大小和平衡狀態；陀螺儀在機器人轉身、轉頭時，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的數據，做出精準決策，指揮執行層行動。決策層的核心任務是處理感知層收集的海量數據，機器人的視覺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、擅長并行計算的 GPU，以及專為深度學習優化的 NPU 等協同工作。比如在物流倉儲場景中，能根據環境地圖、貨物位置和自身位置信息，實時分析規劃出最優搬運路徑。
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作。執行器是執行層的關鍵部件，像特斯拉 Optimus 的線性執行器和旋轉執行器，分別由無框力矩電機、行星滾柱絲杠、諧波減速器等多種零部件構成，它們協同工作，精確控制機器人關節的運動，實現機器人的各種動作，如行走、抓取物品等。
4. 電池
電池對人形機器人至關重要，直接決定其持續工作能力。在服務行業，如酒店導覽、餐廳服務機器人，需長時間穿梭于不同區域，若電池續航不足，頻繁充電會中斷服務，降低效率，影響用戶體驗。在工業制造領域，機器人需在生產線持續作業，短續航可能導致生產停滯，增加生產成本。在復雜救援場景中，續航不夠會使機器人無法完成長時搜索、救援任務，危及生命財產安全。
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MIPI D-PHY總線進行傳輸。對于需要遠距離傳輸至域控制器或中央處理單元的數據，還會采用車載以太網、GMSL、FPD-LINK等總線標準。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，能夠實現對發射機的全自動、百分百覆蓋測試，包括在高速和低功耗狀態下的多項測量。該方案操作簡便，通過TekExpress軟件可實現一鍵測試，其直觀的圖形用戶界面支持靈活探測，并能解碼DSI和CSI總線，有效幫助工程師解決MIPI設計中的問題。
泰克的車載以太網測試方案遵循IEEE和Open Alliance標準，支持10BASE-T1S、100BASE-T1、1000BASE-T1以及2.5G/5G/10G車載以太網的發射器合規性測試，涵蓋電氣信號和抖動分析等。該方案通過向導實現全自動化測試，自動配置設備，顯著縮短測試時間，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等復雜專用總線的能力。
在決策層，中央處理單元通過車載以太網連接機器人的各個感知和行動部件，同時利用PCIe在CPU、GPU、存儲等芯片間構建算力網絡，實現信息的快速傳輸。作為PCI-SIG工作組成員，泰克在發射機和接收機驗證方面擁有豐富經驗，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，確保全面的發射機和接收機測試。
執行層方面，關節或靈巧手的行動邏輯依賴于電機驅動，需要對電機策略及其效果進行精細調校。泰克的IMDA（逆變器電機驅動器分析）方案，利用5/6系列示波器的高精度優勢，為交流感應、永磁同步、無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，具備自動設置、諧波門控等功能，并能提供電能質量測量趨勢圖，支持多種傳感器進行機械測量，軟件還能自動生成報告，簡化設計和開發流程。
電池測試方面，泰克的方案涉及多種設備，其中DMM（數字萬用表）尤為關鍵。在電池測試中，開路電壓（OCV）測量至關重要，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同工作，共同保障電池研發、生產和質量的可靠性。
關于泰克科技
泰克公司總部位于美國俄勒岡州畢佛頓市，致力提供創新、精確、操作簡便的測試、測量和監測解決方案，解決各種問題，釋放洞察力，推動創新能力。70多年來，泰克一直走在數字時代前沿。歡迎加入我們的創新之旅，敬請登錄：tek.com.cn
