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发表于 2025-12-04 04:53:34 东方财富Android版 发布于 广东
特斯拉Optimus奔跑了——详细解MEMS传感器

$赛微电子(SZ300456)$  一、特斯拉发布 Optimus 人形机器人跑步视频,刷新“个人”最佳成绩

1.特斯拉CEO马斯克在社交平台X转发了Optimus团队发布的机器人跑步视频,配文称"刚在实验室刷新了个人纪录。这段约4秒的视频展示了Optimus机器人在实验室环境中流畅奔跑的能力,是该机器人技术的重要里程碑。这一技术突破引发市场对特斯拉机器人业务的强烈关注:


技术意义:展示了Optimus运动控制能力的显著提升,从简单行走进化到稳定跑步,是量产前的关键里程碑

商业预期:马斯克此前承诺Optimus将于2026年实现量产

近期目标:在2026年底前启动量产(V3版本),并实现年产100万台的产能。

长期愿景:在得克萨斯超级工厂建设更大规模的制造设施,计划年产能高达1000万台。


二、如果将Optimus的跑步系统比作人体,赛微电子的MEMS传感器相当于人的"前庭系统"和"肌肉神经末梢",负责感知运动状态和力量变化。


1.MEMS传感器在Optimus中的关键作用


惯性测量单元(IMU):Optimus使用了40颗以上的IMU传感器,分布在四肢、头部等多个位置,用于实时感知机器人的姿态、加速度和角速度,确保行走时的平衡和稳定性 。这些IMU相当于机器人的"高精度陀螺仪+智能指南针",误差小到微米级


力/力矩传感器:Optimus在手腕和脚腕关节处配备了六维力矩传感器,能够精准测量三维空间内的力和力矩信息,实现力控交互和平衡调节 。这些传感器帮助机器人感知地面反作用力,调整重心和步态。


触觉传感器:Optimus Gen2在手指部位集成了32个MEMS触觉单元,力觉分辨率达0.01N,远超人类手指敏感度 。这些传感器使机器人能够精准控制抓取力度,实现如夹持鸡蛋等精细操作。


2. Optimus的运动能力与传感器关系

Optimus Gen2的步行速度提升了30%,这得益于多传感器融合系统提供的精准姿态控制和平衡调节能力 。传感器数据由内置的FSD计算机处理,结合特斯拉在自动驾驶领域的视觉算法,实现稳定行走。


足部力/力矩传感器是Optimus实现稳定行走的关键,它能感知地面反作用力,帮助机器人调整步态和重心,避免摔倒 。这与人类行走时通过脚部感知地面的原理类似。


Optimus的手部精细化操作能力(如折叠T恤)依赖于指尖的触觉传感器,这些MEMS传感器能够检测微牛级力信号,实现精准力度控制 。


赛微电子的MEMS传感器技术与特斯拉Optimus机器人的跑步运动完美适配,两者结合可实现机器人动态平衡与精准动作控制的技术突破。


3.运动感知系统的完美契合

Optimus跑步视频展示的核心技术挑战是动态平衡控制,而这正是赛微电子MEMS产品的强项,赛微电子产品在Optimus跑步中的应用:

高精度MEMS IMU:能实时监测机器人三维姿态和加速度,为平衡控制提供数据基础 ,误差低至0.01/h,比行业平均水平高10倍,确保高速奔跑时的姿态稳定性


三轴加速度计:测量跑步过程中的线性加速度变化,识别步伐节奏和地面反作用力,95%的跑步计步精度,能捕捉每一步的细微变化,帮助Optimus调整步态


陀螺仪:检测旋转角速度,防止跑步时身体侧倾或旋转失衡,高灵敏度(±2000/s),能在毫秒级响应身体姿态变化


4.技术性能的精准匹配

Optimus跑步时需要快速感知-决策-执行的闭环系统,赛微电子的MEMS传感器提供了这一能力

超低延迟响应:赛微电子的MEMS传感器采样频率可达200Hz以上,与Optimus控制系统(200Hz)完美同步


抗极端环境能力:产品可在-55℃至125℃的极端温度下稳定工作,适应机器人高速运动产生的温度变化


微型化与轻量化:MEMS芯片体积小(mm³级)、重量轻,不增加机器人额外负担,同时提供强大感知能力


5.为什么这种适配意义重大?因为解决了人形机器人跑步的核心技术瓶颈

Optimus的跑步视频展示了无需预设轨迹的自主平衡能力,这正是通过赛微电子式MEMS传感器实现的:

 

Optimus无需预设复杂的运动参数,而是在数据训练中自主掌握动态平衡的核心逻辑,能够根据地面反馈调整发力方式"

 

这种自适应能力依赖于赛微电子MEMS传感器提供的实时、精准的运动状态数据,使机器人能在毫秒级内调整步态,避免摔倒。


6.适配未来大规模应用场景

赛微电子的技术不仅适配于展示性的跑步,更适合Optimus未来的商业化应用场景:

工业场景:在工厂环境中快速移动,搬运货物

家庭服务:在复杂家居环境中灵活行走,避开障碍物

户外作业:适应不平整地面,执行各类任务


7.适配的技术实现路径

 

赛微电子的MEMS传感器在Optimus中实现的技术链路是:


感知层:MEMS传感器→捕捉跑步中的姿态、加速度、角速度信号

 

控制层:信号→运动规划器(MPC算法)→逆运动学解算→电机控制指令

 

执行层:指令→专用执行器→髋、膝、踝关节协同→实现稳定奔跑


这种技术链路与赛微电子官方描述的机器人应用方案高度吻合:

 

MEMS惯性测量单元、加速度计和陀螺仪能够帮助机器人精确感知自身姿态和运动轨迹;MEMS测距芯片可以帮助机器人进行路径规划和避障"

 

总结:赛微电子的MEMS传感器技术与Optimus机器人的跑步运动是天作之合。从技术原理到性能参数,从功能实现到应用场景,两者都展现出高度完美适配性。


三、MEMS-IMU是实现复杂运动、动态平衡和高精度自主导航的机器人的关键部件,特斯拉Optimus这类需要进行双足行走、适应多变地形的人形机器人,高精度的MEMS-IMU是其核心传感器之一。

从技术层面看,MEMS-IMU是机器人姿态控制的核心部件,是机器人的“平衡感知中枢”,或称“平衡小脑”。它主要用来实时测量自身的加速度和角速度,从而计算姿态、维持平衡。


赛微电子作为上游的MEMS芯片制造厂商,其技术和产品能覆盖机器人实现平衡、导航和精细操作所需的核心传感器,具体对应关系如下:


姿态与运动控制

关键产品:惯性测量单元(IMU)、加速度计、陀螺仪。

机器人功能:感知自身姿态、保持运动平衡。

环境感知与导航

关键产品:MEMS测距芯片、微振镜(用于激光雷达)。

机器人功能:实现路径规划、避障及实时环境探测。

力反馈与精细操作

关键产品:MEMS力/触觉传感器。

机器人功能:实现力反馈控制,完成精细化抓取等操作。


3.还有决定机器人作业精度的“触觉神经”——电子皮肤相关

根据赛微电子在官方互动平台的多次回应,其MEMS力/触觉传感器具备应用于机器人电子皮肤的技术基础,公司通过提供基础的MEMS传感器制造工艺,为下游客户开发电子皮肤等应用提供硬件支持。


制造MEMS芯片需要处理多种材料、复杂三维结构,且高度定制化。这需要长期积累。例如,其瑞典产线拥有超过10年的运营经验和积累。

其MEMS工艺在精度(可达0.01度扫描精度)、功耗和可靠性方面处于全球第一梯队,特别适合高端车载和机器人应用。


赛微电子也明确将人形机器人视为重要应用方向,并持续进行研发。

在机器人领域,公司赛微电子明确表示MEMS芯片具有许多重要应用,比如MEMS惯性测量单元、加速度计和陀螺仪, 能够帮助机器人感知自身姿态和运动轨迹;MEMS测距芯片可以帮助机器人进行路径规划和避障;MEMS力传感器有望应用于机器人手臂的力反馈控制, 帮助机器人感知物体抓取施加力量, 实现精细化操作。公司正在加大力度研究可应用于万物互联、人工智能、数据中心、光学传输、高频通信、生物医疗、工业汽车、消费电子等领域的MEMS工艺制造技术,为万物互联与人工智能时代提供更丰富、更经济(小型化、低成本、低功耗)的基础硬件支持。

赛微电子的MEMS-IMU在精度和稳定性方面具有独特优势,特别适合Optimus的高端应用,随着Optimus产能提升,对IMU需求将激增。


对于Optimus机器人,赛微电子的MEMS技术(特别是IMU和压力传感器)与特斯拉需求高度适配,特斯拉Optimus产能提升(计划2026年达100万台),赛微电子的北京FAB3二期产能预计2026年投产。特斯拉2026年100万台机器人的目标,将需要海量传感器,未来空间广阔。$特斯拉(NASDAQ|TSLA)$  


赛微电子在人工智能时代的成长逻辑清晰,核心价值在于同时布局发力AI数据中心、AI自动驾驶、AI机器人三大顶级赛道。在人工智能的AI数据中心、AI自动驾驶、AI机器人中"卖铲子"。


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