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前言：

人們不斷開發(fā)配備智能揚聲器等機器人學和人工智能技術的交互式機器人。要實現(xiàn)語音識別（這是交互式機器人的一項關鍵技術），需要多個復雜且緊湊的麥克風，以便從背景噪聲中識別出講話者的聲音。TDK 提供多款超緊湊 MEMS（微電子機械系統(tǒng)1）麥克風，這些麥克風利用先進的半導體微細加工技術，支持語音識別技術的發(fā)展和交互式機器人智能的進一步改善。

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交互式機器人的語音識別技術問題

代替人類執(zhí)行操作或輔助人類操作的機器人主要分為工業(yè)機器人和商業(yè)/服務機器人。近年來，商業(yè)/服務機器人快速發(fā)展，到 2025 年，預計其全球市場規(guī)模將達到 520 億美元（信息來源：株式會社富士經(jīng)濟“2018 全球機器人相關市場的現(xiàn)況與前景預測”）。在商業(yè)/服務機器人中，交互式機器人的發(fā)展尤其符合預期。

交互式機器人利用人工智能與人類自動交互。它們可以根據(jù)相互交流驅使動作和/或語音，在解決全球社會問題（如老齡化社會和勞動力短缺）方面預計將發(fā)揮作用。

商業(yè)/服務機器人的全球市場規(guī)模

“2020年全球機器人相關市場的現(xiàn)況與前景預測”

交互式機器人的用戶界面由語音識別技術提供。交互式機器人需要檢測講話者的方向（即使他/她在遠處講話）并在背景噪聲中識別他/她的話語。解決方案是安裝多個麥克風，以便根據(jù)到達時間的差異和各麥克風接收到的語音強度差異來辨別講話者的方向。這一技術被稱為波束成型。此外，需要使用多個麥克風，通過噪聲消除技術2僅從來自各個方向的背景噪聲中消除噪聲成分。

要實現(xiàn)波束成型和噪聲消除，需要使用多個盡可能緊湊和輕便的麥克風。另一方面，要準確識別講話者的聲音，需要高信噪比3。然而，一般而言，信噪比越高，動態(tài)范圍4就越大。交互式機器人的麥克風面臨一大挑戰(zhàn)：如何在保持緊湊、輕便的同時維持高信噪比并抑制失真。

利用緊湊型MEMS麥克風的語音識別技術解決方案

TDK的各款MEMS麥克風解決了波束成型和噪聲消除的問題。TDK 以 InvenSense 品牌推出的 ICS-40730 是一款緊湊的高性能MEMS麥克風。尺寸為 4.72 x 3.76 x 3.50 mm，信噪比高達 74 dBA，適合用于波束成型的麥克風陣列5。即使在 105 dB 的聲級，ICS-40730 也能夠以最大 0.6% 抑制失真，從而維持高信噪比。（110 dB 的聲級即被視為噪聲，如火車通過時高架鐵軌下方的噪聲水平。）該款麥克風對噪聲消除功能也有大有幫助。

使用 MEMS 麥克風陣列實現(xiàn)波束成型的示例

通過使用具有高信噪比的緊湊麥克風陣列，波束成型技術可分離特定聲源并在多個聲源中強調特定聲音。

除了 ICS-40730，TDK 提供適合各種應用的 MEMS 麥克風系列。TDK 的麥克風用于智能手機、筆記本電腦、平板電腦、可穿戴設備、助聽器以及交互式機器人和豪華汽車中配備的語音識別接口。這些麥克風包含 MEMS 組件，它們是集 MEMS 技術 — TDK 的核心技術 — 和 ASIC（專用集成電路）于一體的聲傳感器。

適用于機器人車輛的 MEMS 麥克風

上圖所示車輛配備使用 MEMS 麥克風的語音識別接口?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)進入與機器人車輛交互的時代，語音識別有望成為無人駕駛領域的關鍵技術。

機器人不斷進化，與人類越來越相似。仿人機器人配備大量用于控制關節(jié)和姿勢的傳感器，從而實現(xiàn)似人類的動作。除了 MEMS 麥克風和各種其他 MEMS 傳感器，TDK 還提供多種傳感器（如利用半導體技術、薄膜技術和磁技術的角度/位置傳感器、利用電子陶瓷技術的溫度/壓力傳感器）與先進軟件，從而支持機器人學的發(fā)展。

TDK的傳感器集成到仿人機器人中

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