關鍵要點

?從倉儲、制造到醫(yī)療健康和高風險環(huán)境，自主移動機器人(AMR)正在重塑產(chǎn)業(yè)格局。

?先進的傳感器和AI技術使AMR能夠檢測障礙物、動態(tài)規(guī)劃路線，實時適應不斷變化的情況。

?勞動力短缺仍然是推動各行業(yè)加速采用AMR的最主要因素。

工業(yè)機器人正經(jīng)歷第四次創(chuàng)新與變革浪潮，商品的生產(chǎn)、運輸和管理方式正在被重寫。第一次浪潮帶來了固定式機器人，強調(diào)高精度和可重復性。第二次浪潮引入了移動能力：最初依賴程序控制，隨后逐漸實現(xiàn)更高程度的自主化。第三次浪潮將多軸機器人與自主移動機器人相結合，催生出移動操作機器人。當前興起的第四次浪潮，則聚焦于具備人形特征與能力的全自主機器人。每一次浪潮都意味著質(zhì)的飛躍，不僅擴展了機器的功能邊界，也預示著機器人技術將在更深層面影響人類社會。

固定式自動化時代

20世紀中期問世的固定式機械臂，通過自動執(zhí)行焊接、裝配等重復且高精度的任務，重塑了工業(yè)生產(chǎn)線。它們受可編程邏輯控制器(PLC)的控制，通常被置于安全籠內(nèi)運行，在速度、一致性和效率方面表現(xiàn)出色。盡管結構僵化、動作受限于預設程序，且?guī)缀鯚o法感知外部環(huán)境（僅關注有限作業(yè)空間），但機械臂為現(xiàn)代自動化經(jīng)濟奠定了基礎。

掙脫束縛：邁向移動化

機器人技術的第二次浪潮以自主移動能力的引入為標志。20世紀70年代至80年代，導引車(GV)沿著磁條、電線或條帶所標記的固定路徑運行，靈活性有限。任何路徑調(diào)整都需要額外投入，運行線路較為僵化。因此，GV容易受到干擾，擴展能力也受到制約。隨后出現(xiàn)的自動導引車(AGV)摒棄了軌道和磁條，開始使用傳感器。AGV仍然按照預設路線運行，但靈活性與可編程能力明顯提升。

自主移動技術的興起

自主移動機器人(AMR)掀開了工業(yè)自動化發(fā)展的新篇章，彌合了靜態(tài)效率與動態(tài)適應能力之間的鴻溝，無需人工干預即可執(zhí)行任務。

得益于傳感器、AI和計算技術的進步，AMR摒棄了固定路線，轉而依賴實時感知和自適應導航。與AGV相比，AMR的安裝成本更低，靈活性更高。憑借可靠的低延遲以太網(wǎng)/GMSL?連接、景深測量/LIDAR（光檢測和測距）以及SLAM（同步定位與地圖繪制）等技術，此類機器人能夠在復雜動態(tài)環(huán)境中自主導航。如今，ADI公司正與自動化系統(tǒng)領域的全球領軍企業(yè)Teradyne Robotics合作，推動自主操作技術的發(fā)展。

“自主機器人不僅會移動，還能“思考”！

與AGV不同，AMR具備情境感知能力。借助更豐富的傳感器配置和更先進的數(shù)據(jù)處理技術，AMR展現(xiàn)出更強的適應性，行為更接近人類。這種能力使AMR能夠檢測障礙物、動態(tài)規(guī)劃路線，并根據(jù)操作需要確定任務優(yōu)先級，從而提升效率、靈活性、性能和可靠性。

AMR正在改變各行各業(yè)。比如，它們能夠在無人工監(jiān)管的情況下優(yōu)化倉儲作業(yè)，如補貨和訂單履行；實現(xiàn)工廠車間的準時化生產(chǎn)；在醫(yī)院中安全運送物資，協(xié)助開展傳染病患者護理工作。在化學品泄漏、野火等高風險場景中，它們能夠進入人類無法到達的區(qū)域，采集關健數(shù)據(jù)，確保作業(yè)連續(xù)性。

在動態(tài)變化的環(huán)境中，AMR展現(xiàn)出傳統(tǒng)自動化難以比擬的優(yōu)勢。尤其是在既有場地（棕地環(huán)境）和需頻繁重構的運營場景中，它們已成為推動轉型的核心力量。通過與人類安全共存并協(xié)同作業(yè)，AMR為物流、履約中心和科研實驗室等領域開辟了新的可能性。

自動化和機器人市場趨勢

2030年將交付100萬臺移動機器人1

預計到2030年底，移動機器人的累計部署量將超過420萬臺。僅2030年一年，新增部署數(shù)量就將接近100萬臺（不含Amazon）。1

勞動力短缺仍然是推動移動機器人需求增長的最重主要因素。1

麥肯錫近期對65位物流與供應鏈領域的高管進行了調(diào)查。結果顯示，70%的受訪者計劃在未來五年內(nèi)投入約1億美元用于自動化升級，重點在于提升運營速度、增強流程穩(wěn)定性，并減少對人力的依賴。2

北美只有20%的倉庫采用了某種形式的自動化。3

北美倉儲自動化市場仍有80%的份額尚待開發(fā)。預計未來幾年，該市場的復合年增長率將達到8.3%。3

挑戰(zhàn)

盡管移動機器人在自主運行方面取得了突破性進展，但仍面臨諸多重大挑戰(zhàn)。高度多樣化的環(huán)境對先進感知與推理能力提出了更高要求，同時也需要可靠的傳感器、AI和數(shù)據(jù)處理技術。然而，電池續(xù)航能力、載荷容量和互操作性的限制，阻礙了移動機器人的廣泛部署。要克服這些挑戰(zhàn)，亟需在相關領域實現(xiàn)大膽創(chuàng)新，并進一步加強技術研發(fā)。

?運動： BLDC運動控制、先進的導航與定位硬件、軟件及AI，使機器人能夠保持位置并在復雜環(huán)境中導航；角度傳感器（編碼器）和慣性測量單元(IMU)能夠準確測量加速度、方向和角速度。

?感知： 飛行時間(ToF)攝像頭專為精準測量景深而打造，音頻傳感器可檢測人聲、存在性和活動情況，提升了人機交互與協(xié)作的效率。

?電源： 有效的電源和電池管理是實現(xiàn)持續(xù)運行、減少停機時間、確保性能可靠的關鍵。實時能量監(jiān)測能夠確保機器人有足夠的電力完成任務并返回充電站；同時，對移動基座與其上安裝的機械臂之間的能量流動進行管理。

ADI與機器人制造商和工業(yè)終端用戶合作，共同應對自主移動機器人的運行挑戰(zhàn)。通過直接接觸終端用戶，ADI可及時洞察當前阻礙與新興需求，從而加快部署進程，增強系統(tǒng)可擴展性，并有效縮短客戶的產(chǎn)品上市周期。

ADI：利用完整端到端解決方案加速AMR上市進程與規(guī)模化部署

機器人行業(yè)的領先企業(yè)依靠ADI的核心技術，實現(xiàn)大批量制造、高效擴大生產(chǎn)規(guī)模并縮短產(chǎn)品上市時間。ADI不僅提供獨立的元器件，更基于我們在硬件、軟件和AI領域的專長，打造全面的端到端解決方案與子系統(tǒng)，為關鍵領域帶來切實的改進。

?可靠檢測能力：通過將高精度角度和景深測量技術與高速、低延遲連接能力相結合，ADI推出先進的3D ToF解決方案，使系統(tǒng)設計得以簡化，助力工業(yè)環(huán)境下實現(xiàn)更高分辨率和更強性能的系統(tǒng)。

?高效電源與電池管理：ADI的電源產(chǎn)品系列具備小型化與輕量化優(yōu)勢，適用于空間受限場景，能夠有效緩解熱管理壓力。其先進的電池管理系統(tǒng)(BMS)可優(yōu)化電池利用效率，延長設備運行時間，防止損壞，避免非必要停機時間，從而提升生產(chǎn)力。

?工業(yè)通信：有線和無線連接： ADI同時提供以太網(wǎng)和GMSL（千兆多媒體串行鏈路）兩種連接技術。后者是一種高速串行接口，可通過單根輕量級線纜傳輸未壓縮視頻、數(shù)據(jù)和電力，從而簡化系統(tǒng)架構并降低延遲。此外，ADI還提供無線網(wǎng)絡解決方案，專為惡劣工業(yè)環(huán)境而設計，并針對低功耗、強韌性和可擴展性進行了優(yōu)化。

?功能安全與認證：ADI增加了嵌入式軟件和AI層，以增強功能表現(xiàn)、加快認證進程，并幫助保障作業(yè)人員安全。

移動操作機器人

移動操作機器人(MoMa)代表了自動化領域的第三次創(chuàng)新浪潮。它將關節(jié)式機械臂與自主移動機器人(AMR)相結合，使移動平臺由簡單的運輸載體升級為自適應、具交互能力的自動化系統(tǒng)。MoMa具有六個自由度，能夠在三維空間中精準定位和調(diào)整工具姿態(tài)，從而可靠地操作位置、高度、方向各異的零部件。這種優(yōu)異的靈活性降低了對固定工裝和嚴格公差的依賴，加快了部署速度，并支持在不斷變動的產(chǎn)線布局和產(chǎn)品組合條件下實現(xiàn)可擴展自動化應用。由此，許多過去因成本或技術限制而難以自動化的作業(yè)流程，得以真正落地。

在美國俄勒岡州比弗頓的ADI芯片制造工廠，移動操作機器人與人類操作員協(xié)同工作。

人形機器人：已然登場

我們正步入第四次浪潮——自主人形機器人時代。這類具備雙足、輪式或多肢結構的機器，能夠在為人類設計的環(huán)境中運行，完成需要靈巧操作與決策能力的任務，宣告自動化體系正由專門化走向通用化。

ADI攜手全球領先的人形機器人開發(fā)企業(yè)，提供先進感知能力，并推進具身物理人工智能的研發(fā)，助力人形機器人在汽車、工業(yè)與醫(yī)療健康等領域實現(xiàn)與人類的自然交互。ADI的零功耗、多圈ADMT4000技術是新一代人形機器人的核心支撐技術之一，可在完全無電狀態(tài)下持續(xù)跟蹤多圈旋轉。該技術特別適合人形機器人的執(zhí)行器設計，避免機器人上電、斷電或更換電池后需要重新回零。

未來是移動化與自主化的時代

趨勢已經(jīng)十分清晰：自主化不再是例外，而是新常態(tài)。AMR已從小眾產(chǎn)品發(fā)展為推動智能化運營的核心力量，年銷量超過10萬臺，成為行業(yè)內(nèi)增長最快的細分市場。展望未來，隨著更先進的人形機器人逐步落地，移動能力與自主性不再只是高效工業(yè)運營的基礎，更是下一階段發(fā)展的關鍵基石。

參考文獻

1 Ash Sharma，“Mobile Robot Forecast Downgraded as Macro-Economic Factors Continue to Bite”，Interact Analysis，2024年12月。

2 McKinsey Global Industrial Robotics Survey，汽車、食品飲料、生命科學、醫(yī)療健康、制藥、物流和配送、零售和消費品行業(yè)的65位資深管理者與高管，2022年8月。

3 Alberto Oca、Chetan Sampat、Manju Thirtha，“Navigating Warehouse Automation Strategy for the Distributor Market”，麥肯錫公司，2024年9月。