人形机器人传感器六问六答PDF

问题一：目前人形机器人使用哪些传感器?

对 Optimus 和国内人形机器人厂商目前的传感器方案梳理来看，使用的传感器包括用于关节的一维力和一维力矩传感器、关节电机内部的位置传感器、IMU、用于腕关节和脚部的六维力传感器、触觉传感器（指尖、手掌、高碰撞风险区等）及视觉模组。

问题二：触觉传感器有哪些类型？发挥怎样的作用？

触觉传感器协助人形机器人获取如接触力大小和方向、物体温度、湿度、形状纹理等信息。根据敏感材料和工作原理的不同可分为压阻式、压电式、电容式、磁场式、光电式、超声波式等不同类型触觉传感器，性能对比各有优势。往后看，触觉传感器往大面积、柔性化运用、测量多维力方向继续优化，市场规模有望稳步提升，人形机器人将成重要增量。

问题三：IMU 在人形机器人发挥怎样的作用？

IMU 测量物体在三个正交方向的角速度和加速度，核心部件MEMS加速度计和 MEMS 陀螺仪为相对成熟产品。运用于人形机器人，IMU 可以根据XYZ方向的加速度和旋转角变化来准确估计姿态。同时IMU可以动态确定人形机器人自身位置变化，从而确定其移动轨迹及实现导航功能。从市场端看，21年全球 MEMS惯性传感器市场规模超35亿美元，且受益人形机器 人、自动驾驶、高端工业等领域渗透应用，有望实现稳定发展。IMU国产替代机遇较大。

问题四：硅基 MEMS、柔性传感器、霍尔传感器有什么区别？

MEMS 传感器具有体积小、重量轻、功耗低等特点。其主要材料是硅，加工技术基于集成电路制造技术，形成特定的机械结构。加工工艺包括表面微处理技术、体微加工技术、光刻、电镀、 铸塑工艺等，其中表面微处理技术、体微加工技术相对成熟，加上后道的 MEMS 模块封装， 可实现MEMS传感器批量量产。而柔性传感器的制造可以不以硅为材料，由于需要部分或大面积覆盖机器人的关节和外壳，更侧重于材料的柔性和大面积阵列化能力。部分柔性器件方案与 MEMS 工艺迥异。霍尔传感器基于MEMS工艺，以磁场作为感应介质，除了直流无刷电机 （磁编码器）和测磁仪表的成熟运用，此外在无损探伤、位移传感、压力传感等领域亦有运用。

问题五：如何看待六维力传感器的原理、作用、价值量及格局？

六维力传感器主要测量物体在空间中所受力及力矩，技术壁垒明显，单台人形机器人一般可配置 4 个六维力传感器。目前国内市场基数偏小，是高成长性赛道，后续高增催化包括应用渗透、 国内厂商产品矩阵完善、产品降本及国产化率提升等。六维力传感器在人形机器人运用有望成为标配，测算当人形机器人产量达到 1 万台、10 万台、100 万台、200 万台时，六维力传感器需求空间将达到 5 亿、10 亿、50 亿、80 亿，弹性明显。国产化率有待提升，已有国内企业在部分细分赛道占据较大份额，表现出较强的差异化竞争实力，有望享受国产替代红利。

问题六：当前国内哪些上市企业具备传感器布局？

国内上市企业针对各类型传感器均有布局，应用场景百花齐放，有望受益应用渗透及国产替代机遇，六维力传感器赛道，国产替代方兴未艾，国内产品验证稳步推进，重点推荐东华测试。IMU、触觉传感器等细分赛道潜在空间广阔，亦有国产替代红利。

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