TI のシステム レベルのソリューションを使用して、より安全性に優れたスマートでコンパクトなヒューマノイド (ヒト型ロボット) を設計しましょう。ロボット設計に TI の高度な窒化ガリウム (GaN) ゲート ドライバや高精度なセンシング デバイスを活用することで、コストと性能の要件を満たしながら、さまざまな業界で進歩を推進することができ、生産性、安全性、そして毎日の生活を向上させることができます。

ヒューマノイド (ヒト型ロボット) システムで TI 製品を選択する理由

スマートで安全、かつコンパクトなロボット向けモーター ドライブを製作可能
センシング、認識、ナビゲーションに適したインテリジェントな機能を開発可能
機能安全の各種要件に適合
包括的なオーディオ ソリューションでクリアな通信を実現します

より安全性に優れたスマートなヒューマノイド (ヒト型ロボット) の設計

小型で効率的、かつ包括的な保護機能を搭載したサーボ ドライブ向け電力段モジュールを製作可能

ヒューマノイド (ヒト型ロボット) は、多数のモーターに依存しており、各モーターは、高い電力密度と高精度な制御をコンパクトなスペースで実現する必要があります。GaN テクノロジーでは、内蔵ドライバのおかげで、同様の機能を持つ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタに比べて、電力段のサイズを 50% 以上小型化できます。GaN は、スイッチング損失が非常に小さいため、数百 kHz の範囲で高周波パルス幅変調制御を実現できます。過度の熱を発生させずに効率を維持できるため、ヒューマノイド (ヒト型ロボット) システムの複雑で高性能な要件に対応するのに役立ちます。


アプリケーション概要

ヒューマノイド ロボット向け電力段の実装 (Rev. A 翻訳版)

TI は IC の幅広いラインアップを提供しており、これらを使用するとさまざまな設計仕様を実現して、環境内で素早く反応できるロボットを製作することができます。
アプリケーション概要

ヒューマノイド ロボットに搭載された電流センシング

TI の機能的絶縁型電流センシング変調器は、小型フォームファクタで最高レベルの精度を実現すると共に、高い CMTI と、ブランキング時間のない PWM サイクル全体にわたる連続センシングを実現します。
技術記事

電流と電圧の高度なセンシングを活用して超高精度ロボットを実現 する方法

DRV7308 など、GaN ベースの IPM の進歩は、家電製品や HVAC システムのモーター ドライブにおける電力密度、電力供給、効率の向上を促進すると同時に、システム コストの削減や信頼性の向上にもつながります。

DRV7167プレビュー

100V 60A half-bridge GaN motor driver power stage

AMC0106M05アクティブ

電流センシング向け、±50mV 入力、機能絶縁型、デルタシグマ変調器

DRV8350アクティブ

最大 102V、3 相スマート ゲート ドライバ

滑らかで高精度の動作の迅速な実現

ヒューマノイド (ヒト型ロボット) では、高精度の動作と速度を実現するために、モーターの電流、電圧、位置を常にリアルタイムで測定する必要があります。TI の C2000™ マイコンと Sitara™ プロセッサは、高性能のリアルタイム制御を実現できるため、ロボットを高い精度、安定性、安全性で確実に動作させることができます。通信よび処理の遅延を最小化するように設計されたこれらのプロセッサは、クラス最高のモーション制御、サイクル時間、パス精度を実現できるため、最近のヒューマノイド (ヒト型ロボット) システムの性能に対する要件の高まりにも対応できます。


非集中型 (分散型) 多軸モーター制御

TI の非集中型 (分散型) 多軸サーボ ドライブ アーキテクチャを採用すると、リアルタイム制御を、実際の動作にいっそう近付けることができます。
技術記事

What is “real-time control” and why do you need it?

リアルタイム制御とは、データの収集、そのデータの処理、およびシステムの更新を既定の時間枠内で行う閉ループ システムの能力を指します。システムがこの定義済み時間枠に間に合わない場合、安定性、精度、効率は低下します。
技術記事

How to achieve precise motion control in industrial drives

高精度のモーション コントロールを実現するには、産業用ドライブの多くの要素がそれぞれ重要であり、これにはセンシング、処理、アクチュエータ駆動という、リアルタイム制御の設計にとって基礎となる 3 つのサブシステムがすべて該当します。

AM2612アクティブ

リアルタイム制御機能と安全機能とセキュリティ機能を搭載、500MHz 動作、デュアル コア Arm® Cortex®-R5F ベースのマイコン

TMS320F28P650DKアクティブ

C2000™ 32 ビット マイコン、2 個の C28x+CLA (制御補償器アクセラレータ) CPU、ロックステップ、1.28MB フラッシュ、16 ビット ADC、HRPWM、EtherCAT、C

適切な時間枠で通信を完了させ、高精度で安全な動作を実現

ヒューマノイド (ヒト型ロボット) で高精度かつ安全な動作を実現するには、標準またはシングル ペア イーサネット (SPE) などの、システム間でタイムリーなデータ交換を行うためのリアルタイム通信インターフェイスが不可欠です。TI の最新の物理層 (PHY) に TI の高性能リアルタイム マイコンを組み合わせることで、最大ギガビットの通信速度のさまざまな産業用通信プロトコルに対応できるようになるだけでなく、ケーブルの重量や、複雑さ、また高度なロボット設計における故障ポイントの低減にも貢献します。


アプリケーション・ノート

How and Why to Use Single Twisted-Pair Ethernet (SPE) for Industrial Robotics Environments (Rev. A)

この記事では、ロボット アプリケーションにおける SPE (Base-T1) の利点と、コンパクトで効率性および信頼性に優れた低ノイズのロボット システム向けの通信インターフェイスを設計する際の主な課題について説明します。
アプリケーション・ノート

EMC/EMI Compliant Design for Single Pair Ethernet

このアプリケーション ノートでは、電源とクロック供給方式に注目しながら、電磁干渉試験と電磁適合性試験に合格するのに役立つ、回路図やレイアウト方法に関するガイダンスが提供されます。

DP83TC813S-Q1アクティブ

車載対応、低消費電力、小型フットプリント、100BASE-T1 イーサネット PHY (SGMII)

DP83826Eアクティブ

MII インターフェイスと拡張モード搭載、低レイテンシの 10/100Mbps PHY

TCAN1042-Q1アクティブ

車載対応、フレキシブル データ レート対応、故障保護機能搭載、CAN トランシーバ

安全上の脅威に対する応答時間を犠牲にせずに、ロボットの性能と速度を向上させることが可能

TI の高精度ミリ波センサ製品ラインアップを活用して、ヒューマノイド (ヒト型ロボット) との密接な連携を実現しましょう。TI のミリ波レーダー センサを採用すると、360 度の視野で高精度のデータを収集できるため、設計で最高レベルの精度を実現するのに役立ちます。また、TI のレーダー技術は TÜV SÜD (Technischer Überwachungsverein) から事前認証済みのセーフティ インテグリティ レベル (SIL) 2 に達しているので、安全設計サイクルを実現し、レーダー保護デバイスに関する IEC (国際電気標準会議) 61496-5 規格の要件を満たすのが容易になります。


アプリケーション概要

ヒューマノイド ロボットに搭載された電流センシング

LiDAR (Light Distancing And Ranging、光を使用した検出と距離測定) を採用したこのリファレンス デザインは、パルス幅の狭いアプリケーションで LMG1020 と LMG1025-Q1 の各ローサイド ゲート ドライバを使用する方法を紹介します。

ウェビナー:ロボット分野のセンシング

協力ロボット (コボット) が人間と連携、共存、協力できるように、ミリ波、超音波、光学センサなどの各種センサを活用する方法や、無人搬送車を実現し、物体の検出と回避を実行するために各種センサを活用する方法をご確認ください。

TI のミリ波製品のエキスパートが、機能安全について説明

このビデオは、TI のレーダー センサで利用できる機能とリソースについて説明します。これらを活用すると、最終アプリケーションで機能安全の開発が容易になります。

IWR6843アクティブ

処理機能内蔵シングルチップ 60GHz ~ 64GHz インテリジェント ミリ波センサ

TDA4VMアクティブ

ビジョン認識と分析向け、Dual Arm® Cortex®-A72、8 TOPS の AI、C7xDSP および GPU を搭載した SoC

機能安全システム認証手続きの効率化

TI の機能安全に準拠したセンサとプロセッサを使用すると、IEC 61508 などの機能安全規格の厳格な要件に対応しやすくなります。機能安全分野の TI の認定エンジニアに加えて、機能安全に関する平均故障率、故障モード、影響、および診断分析、安全認証書、ソフトウェア診断ライブラリなどの資料やリソースが利用できるので、認証プロセスの簡略化に役立ちます。


ホワイト・ペーパー

Optimizing functional safety for industrial robots

このホワイト ペーパーは、産業用ロボットが採用するプロセッサの機能安全と、機能安全を実現するために使用できるいくつかのオプションについて説明します。
機能安全情報

Design Smaller Safe Torque Off (STO) Systems Using 3-Phase Smart Gate Drivers

TI の各種 3 相スマート ゲート ドライバは、TI の機能安全品質管理デバイスとしてリリースされており、次期セーフ トルク オフ (安全な方法でトルクを低減) システムの設計用に役立ちます。

TI における機能安全

TI のアナログ製品と組込みプロセッシング製品を使用すると、ISO 13849 や IEC 61508 などの機能安全規格が課す厳格な要件に対応できます。TI のエキスパートの情報を活用すると、機能安全システムの認証を効率化できます。

録音パスから再生まで:TI のフル オーディオ スタック

ロボットのオーディオ パスのあらゆる段階で、クリアで効率的、かつ信頼性の高いサウンドを実現します。TI のオーディオ アンプとコンバータは、大電力出力を実現し、発熱と消費電力を最小化します。

TI のデバイスとインテリジェント機能を組み合わせると、リアルなオーディオ環境を創出できます。音声アクティビティ検出機能により消費電力を低減し、スピーカ保護によって安全な動作を保証し、スピーカの寿命を延長します。また、オーディオ再生中のリアルタイム負荷診断機能で障害を検出して、損傷を防止します。


アプリケーション・ノート

How to use the Voice Activity Detection in the TAx511x and TAx521x

音声アクティビティ検出アルゴリズムは、音声トリガによるシステム ウェークアップ メカニズムです。この機能を使用すると、デバイスまたはシステムをスリープ モードにして、音声アクティビティがないときに消費電力を最小限に抑えることができます。
アプリケーション・ノート

SmartPA Speaker Protection Algorithm

このリファレンス デザインは、8 チャネルのデジタル マイク インターフェイスを備えており、高性能 PDM から TDM へのコンバータである PCMD3180-Q1 によって単一の TDM データ ストリームに変換します。また、デジタル入力 Class-D オーディオ アンプである TAS6511-Q1 を搭載しています。

TAS6511-Q1アクティブ

車載、電流センス機能搭載、50W,、2MHz、1 チャネル、デジタル入力、Class-D オーディオ アンプ

PCMD3180アクティブ

8 チャネル、PDM (パルス密度変調) 入力から TDM (時分割多重) または I²S 出力へのコンバータ

TAS5825Pアクティブ

超低アイドル損失と優れた効率、4.5V ~ 26.4V、Class-H 制御、デジタル入力 Class-D オーディオ アンプ

リファレンス・デザイン

産業用通信機能搭載、48V、1kW ロボットのジョイントモーター制御のリファレンスデザイン

このリファレンス デザインは、産業用イーサネット接続モーター ドライブを処理する TI の Sitara™ マイコン AM261x デバイスを搭載しています。このデザインは、直径 70mm のプリント基板 (PCB) を使用して、ヒューマノイド ロボットの関節 (48V、1kW の Eyoubot モーター) を駆動します。このデザインは、小型フォームファクタと簡素化された統合プラットフォームを示します。このプラットフォームは、3 つの DRV7167 ハーフブリッジ GaN モーター ドライバ電力段を使用した高電力密度のセクション、AM2612 500MHz R5F コア (...)

リファレンス・デザイン

集中型、6 軸モータ制御:単一 MCU を用いた ヒューマノイド ロボット ハンド向け リファレンス デザイン

このリファレンス デザインは、6 軸制御に対応した産業用イーサネット モーター ドライブにおいて、テキサス・インスツルメンツ製 C2000™ F28P65 マイクロコントローラ 1 個のみを使用します。このデザインは、42cm2 未満のプリント基板 (PCB) により、6 自由度 (DoF) ヒューマノイド ロボット ハンドを駆動します。このデザインは、小型フォーム ファクタと高い統合性を有するプラットフォームを実現しています。この統合型プラットフォームは、電流検出機能および FET を内蔵した DRV8376 3 相モーター ドライバを 6 (...)

リファレンス・デザイン

ロボットの安全性向上に役立つ、ミリ波レーダー センシングのリファレンス デザイン

このリファレンス デザインは、安全性ミリ波 (mmWave) レーダー センサ (IWR6843AOP) と安全性パワー マネージメント IC (PMIC) (LP87745) を採用しており、ロボットや産業用オートメーション アプリケーションで安全な認識能力を実現できます。このデザインは、自律型移動ロボット (AMR)、無人搬送車 (AGV)、ヒューマノイド、産業用ロボット、協力ロボット (コボット) 向けに Q&A ウォッチドッグ通信、レベルまたは PWM エラー信号監視 (ESM)、安全診断、レーダー リセット機能をサポートしています。


Reference designs icon

ヒューマノイド (ヒト型ロボット) に関連するリファレンス デザイン

TI のリファレンス デザイン セレクション ツールを使用すると、開発中のアプリケーションやパラメータに最適な設計を見つけることができます。

リファレンス デザインを表示
アポロ計画のようなヒューマノイドは、労働者を補完し、支援することで、現在の労働力に直面する多くの課題を解決することができます。TI は、必要とされる支援技術を継続的に開発しています。

— Errol Leon, ロボット システムとマーケティング, テキサス インスツルメンツ

Apptronik のケース研究をご覧ください

Technical Resources

e-Book(PDF)

E-book:産業用ロボット設計に関するエンジニア・ガイド

設計の複雑化が進む中で、TI は高度な半導体とシステム レベルの専門知識を活用して、次世代ロボットの開発期間を短縮できるようエンジニアを支援しています。開発を迅速に開始できるようにするための重要なインサイトをご覧ください。

ロボット ソフトウェア開発キット

ロボット ソフトウェア開発キットには、TI の Jacinto™ プロセッサ向けのソフトウェア開発環境が用意されているほか、ロボット ソフトウェアの開発に活用できるソフトウェアのビルディング ブロック (構成要素) とサンプル デモも付属しています。