人形機器人傳感器是人形機器人感知系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于獲取環(huán)境信息和人形機器人自身的狀態(tài)信息，是實現(xiàn)人形機器人感知和決策的基礎。

人形機器人傳感器根據(jù)檢測對象不同分為內部傳感器和外部傳感器。內部傳感器主要用于感知人形機器人的自身狀態(tài)的傳感器，如位置、速度、加速度等。外部傳感器主要用以感受人形機器人周圍環(huán)境、目標物的狀態(tài)信息的傳感器，如視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、溫度、力覺等。

本文重點對人形機器人外部傳感器企業(yè)進行盤點，重點包括視覺傳感器、觸覺傳感器（電子皮膚）、力矩傳感器、聽覺傳感器等。

一、視覺傳感器

視覺傳感器在人形機器人中擁有廣泛的應用，極大地提升了人形機器人的全自主感知和操作能力。人形機器人可通過收集、解析和利用數(shù)據(jù)，人形機器人可以做出決策并與環(huán)境進行交互，包括尋找物體、抓取物體、識別人類姿態(tài)、路徑規(guī)劃等。另外，人形機器人通過先進的感知層、內存模型與視覺傳感器結合，能夠更精準地識別面孔、手勢、情緒，從而與人類進行自然流暢的交互，這種交互能力的提升使得人形機器人在客戶服務、娛樂、教育等領域具有廣泛的應用前景。此外，視覺傳感器還可以應用于人形機器人的康復訓練功能，通過精確感知和分析患者的運動狀態(tài)，機器人能夠提供更個性化的康復指導，幫助患者更有效地恢復運動功能。未來在軍事、家庭服務等領域也將擁有廣泛的應用前景。

目前，視覺傳感器領域國內企業(yè)嶄露頭角，在消費場景已有應用。海外以安森美、基恩士、康耐視為主，國內有奧比中光、偉景智能、遠形時空等企業(yè)。另外，度量科技在光學三維動作捕捉系統(tǒng)方面具備領先優(yōu)勢。

（1）遠形時空

人形機器人的視覺感知主要包含傳統(tǒng)圖像傳感器、三維感知傳感器和視覺融合三部分。遠形時空科技專注于三維感知傳感器和視覺融合產(chǎn)品的開發(fā)，賦能人形機器人。遠形時空專為人形機器人研發(fā)了感知相機OS5X系列產(chǎn)品。產(chǎn)品可以為人形機器人提供必不可少的視覺感知功能，為人形機器人的靈活行走提供基礎保障，同時彩色和深度視覺也為人形機器人手部靈活操作提供基本信息。

遠形時空感知相機OS5X系列產(chǎn)品

（2）度量科技

度量科技專注于自主研發(fā)、生產(chǎn)制造和銷售光學三維動作捕捉系統(tǒng)，核心產(chǎn)品—NOKOV度量光學三維動作捕捉系統(tǒng)，作為人形機器人關鍵零部件的傳感器，具有亞毫米級定位精度，可精準獲取機器人位置、姿態(tài)、6DoF等數(shù)據(jù)，并實時向外廣播，支持二次開發(fā)。

光學動作捕捉系統(tǒng)構成

動作捕捉是一項能夠實時地準確測量、記錄運動物體在實際三維空間中的各類運動軌跡和姿態(tài)，并在虛擬三維空間中重構這個物體每個時刻運動狀態(tài)的高新技術。NOKOV度量動捕提供多種產(chǎn)品鏡頭型號，以滿足不同領域的應用需求。在人形機器人研究中，基于動作捕捉的模仿學習已經(jīng)成為機器人進化的關鍵，通過使用NOKOV度量光學動作捕捉系統(tǒng)，可獲取示教軌跡數(shù)據(jù)，進而生成控制機器人的策略程序，使其能夠在新環(huán)境中復現(xiàn)這些動作。其次，在人形雙足機器人的平衡控制方面，精確地控制下肢和全身各關節(jié)是一大難點。NOKOV度量光學動作捕捉系統(tǒng)通過精確采集人體運動時的位姿數(shù)據(jù)，為設計出類似人類的仿生機械結構提供了一種有效的解決方案。此外，要想讓人形機器人執(zhí)行更為復雜和精細的任務，比如抓取軟質物體或小型物件，就必須對手部結構進行精細化設計。NOKOV度量光學動作捕捉系統(tǒng)的高精度定位為靈巧手的設計提供可靠的技術支持。

度量科技動作捕捉用于機器人實驗室

總之，視覺傳感器為人形機器人帶來了更高級別的感知和操作能力，使人形機器人能夠在各種復雜環(huán)境中自主、準確地完成任務，并與人類進行更自然、流暢的交互。隨著技術的不斷發(fā)展，未來人形機器人在各個領域的應用將會更加廣泛和深入。

二、觸覺傳感器

觸覺傳感器是實現(xiàn)人形機器人智能感知和人機交互的核心器件。觸覺傳感器將觸覺刺激轉換為電信號送入人形機器人控制器，為人形機器人感知外界環(huán)境提供豐富的信息，如物體尺寸、形狀、紋理、剛度、溫度等特性，還能提供與他人的力觸覺交互。

柔性觸覺傳感器又可稱為“電子皮膚”，能夠實現(xiàn)與環(huán)境接觸力、溫度、濕度、震動、材質、軟硬等特性的檢測，是人形機器人直接感知環(huán)境作用的重要傳感器，同時可以讓人形機器人的外觀、表情及動作更像人類。

觸覺傳感器作為人形機器人傳感器體系中的重要組成部分，其市場需求將隨著人形機器人應用場景的拓展而不斷增長。當前全球觸覺傳感器的市場規(guī)模正在不斷擴大，預計未來幾年將保持高速增長。目前，國內有華威科、他山科技、帕西尼感知、盈連科技、鈦深科技等企業(yè)在機器觸覺領域做了大量布局。

（1）華威科

華威科圍繞高性能柔性電子皮膚設計制造和機器人操作穩(wěn)定性監(jiān)測等難題開展了大量研究，提出了高靈敏度大面積電子皮膚設計制造新原理，突破了電子皮膚傳感系統(tǒng)集成、多元傳感信號融合與處理等關鍵技術，研制的機器人觸覺感知電子皮膚的靈敏度、響應時間與空間測量能力等技術指標，均達到國際領先水平。

華威科電子皮膚器件結構

針對電子皮膚感知功能單一的局限，首次提出了電容與摩擦電耦合的新型雙模態(tài)感知方法，使得機器人電子皮膚具備了感知壓覺、接近覺、物體輪廓、硬度等多種物理信息的能力，極大地拓展了電子皮膚的感知范。針對機器人電子皮膚感知能力不足的現(xiàn)狀，研究團隊基于生物微小感知結構對外界刺激的響應機制，提出了仿生增敏觸覺感知新結構，傳感靈敏度達9484.3 kPa-1，檢測極限低至0.13 Pa，均為國際領先水平；將該高性能電子皮膚與機器人靈巧手集成，在國際上首次實現(xiàn)了機器人穿針引線的靈巧操作，并首次實現(xiàn)對切割不同生物組織時微小接觸力的準確檢測，解決了手術機器人缺少微小接觸力感知的國際性難題。公司致力于打造柔性傳感領域工藝、機理、材料、裝備制造IDM制造模式。

公司目前圍繞人形機器人觸覺感知系統(tǒng)，開發(fā)了靈巧手指尖觸覺，結合觸覺傳感器，視觸融合，實現(xiàn)復雜場景下的靈巧抓取；電子皮膚賦予人形機器人整體仿生觸覺感知能力，進一步提升人形機器人情緒識別，人機交互能力；智能足，結合足底電子皮膚優(yōu)化人形機器人在不同步態(tài)下的靈活移動。

華威科電子皮膚應用

目前在研的產(chǎn)品為柔性多模態(tài)觸覺感知與人機交互技術研發(fā)項目，主要研發(fā)人形機器人柔性多模態(tài)感知皮膚，構建大面積多通道觸覺傳感陣列，建立神經(jīng)網(wǎng)絡算法，實現(xiàn)感控一體化。具體產(chǎn)品形態(tài)為一種以大面積、多形狀的柔性多模態(tài)感知皮膚，與特定場景集的智能硬件結合的整套具身智能的人形機器人視觸覺電子皮膚。主要應用于人形機器人肢體、面部胸腔等大面積需要部署智能皮膚的位置。

（2）他山科技

他山科技產(chǎn)品主要為觸覺傳感器、芯片、電子皮膚等，在人形機器人方向更多屬于傳感器類中的觸覺傳感器。

在機器人技術領域，他山科技作為創(chuàng)新的先鋒，成功打造了全球首款專為觸覺感知設計的AI芯片，標志性地將邊緣側類腦計算技術搭載的芯片與觸覺傳感技術相結合。這項突破性的成就不僅推動了觸覺傳感器在機器人應用中的商業(yè)化步伐，而且在全球范圍內樹立了新的技術標桿。

他山科技的觸感技術發(fā)展路徑是源自自主研發(fā)的R-SpiNNaker分布式類腦芯片架構，該架構能夠精確模擬人類的神經(jīng)系統(tǒng)，包括傳入神經(jīng)、中樞神經(jīng)和傳出神經(jīng)的功能。借助三維空間電容層析算法和四核脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡的結合，該觸覺傳感器實現(xiàn)了前所未有的高精度觸覺感知能力，包括非接觸式手勢識別和材質辨識等復雜功能。

目前他山科技已經(jīng)研發(fā)出三種型號的觸覺感知芯片和觸覺傳感器，覆蓋從機器人到消費電子、家電，乃至汽車領域的廣泛應用。首款觸覺傳感器已經(jīng)進入生產(chǎn)階段，預示著在不久的將來，基于這項技術的觸控感應解決方案將被廣泛應用于多個行業(yè)。

技術上，這些觸覺傳感器突破了傳統(tǒng)觸覺傳感的局限，能夠感知七到十個觸覺變量，包括三維力和材質等，三維力具備高達0.001N的精度，遠超同類產(chǎn)品。此外，借助獨創(chuàng)的非接觸空間分層感知技術，他山科技的觸覺感知芯片可以基于電容場效應原理，實現(xiàn)多層次的觸覺交互，為人機交互提供了更加豐富和靈活的可能性。

他山科技觸覺傳感器電容感知技術路徑

隨著觸覺傳感器技術的不斷發(fā)展和市場需求的不斷增長，新的企業(yè)也在不斷涌現(xiàn)，因此觸覺傳感器領域的競爭也將日益加劇。觸覺傳感器的技術壁壘主要體現(xiàn)在柔性材料、工藝和解耦算法，隨著新材料、新工藝的發(fā)展，觸覺傳感器正在向柔性化、輕量化、高陣列、高靈敏度的方向發(fā)展，將使得觸覺傳感器更加適應人形機器人的需求，提高人形機器人的操作性能和穩(wěn)定性。

三、力矩傳感器

人形機器人對于力矩傳感器要求較多，目前有六維力傳感器、微型壓力傳感器、拉壓力傳感器、關節(jié)扭力傳感器等，六維力傳感器是力控、擺動穩(wěn)定控制的核心，可精準測量隨機變化的力，隨著人形機器人逐步量產(chǎn)，有望推動傳感器行業(yè)擴容。

目前，國產(chǎn)六維力/力矩傳感器與海外廠商傳感器在靈敏度、串擾、抗過載能力及維間耦合誤差等方面仍存在差距。但國內參與公司不斷取得技術進展，宇立儀器、鑫精誠、坤維科技、海伯森、藍點觸控、神源生智能、瑞爾特測控等，均已有相關的產(chǎn)品落地并進入產(chǎn)業(yè)化應用。

（1）宇立儀器

宇立儀器有作為超過30年的傳感器設計和力控經(jīng)驗的企業(yè)，擁有100%自主研發(fā)及生產(chǎn)技術，傳感器型號超過500種，實際應用案例超過2000例。在人形機器人關鍵零部件上提供多種力傳感器。手腕腳腕以及指間傳感器等，在人形機器人上都有廣泛應用。

宇立儀器以其深厚的研發(fā)實力和技術底蘊，在力傳感器及力控技術的開發(fā)和應用領域確立了顯著的核心優(yōu)勢。其核心團隊擁有超過30年的傳感器設計和力控經(jīng)驗，保證了技術創(chuàng)新的連續(xù)性和前沿性。宇立儀器的技術創(chuàng)新能力、豐富的產(chǎn)品線及廣泛的市場應用，共同構成了其在人形機器人產(chǎn)業(yè)中的獨特優(yōu)勢。

在技術創(chuàng)新方面，宇立儀器擁有100%自主研發(fā)及生產(chǎn)技術，傳感器型號超過500種，實際應用案例超過2000例。這種強大的研發(fā)能力使得宇立儀器能夠不斷推出適應市場需求的新產(chǎn)品，滿足人形機器人產(chǎn)業(yè)對高精度、高可靠性力傳感器的迫切需求。

宇立儀器M22XX機器人扭矩傳感器

首先，宇立儀器力傳感器具備高精度、高靈敏度的特點，能夠實時感知機器人與外界環(huán)境的交互力，為人形機器人的運動控制提供了精準的數(shù)據(jù)支持。在人形機器人的運動過程中，傳感器能夠實時獲取機器人在各個方向上的受力情況，從而確保機器人在進行復雜動作或精細作業(yè)時能夠保持穩(wěn)定的運動狀態(tài)。

其次，隨著人形機器人應用場景的不斷拓展，對傳感器的性能要求也在不斷提高。宇立儀器緊跟市場的需求，持續(xù)進行技術創(chuàng)新和產(chǎn)品升級。宇立的傳感器不斷提升性能，以適應人形機器人在不同場景下的應用需求。

此外，宇立儀器還注重傳感器與其他關鍵零部件的協(xié)同設計與優(yōu)化。在人形機器人的整體設計中，傳感器需要與關節(jié)、執(zhí)行器等部件進行緊密配合，以實現(xiàn)機器人的整體性能最優(yōu)化。宇立儀器通過深入研究人形機器人特性，感器進行針對性的優(yōu)化設計，確保其能夠與其他部件無縫對接，共同提升機器人的運動性能和作業(yè)效率。

（2）鑫精誠

鑫精誠成立于2009年，是國內最早關注并研發(fā)六維力傳感器的企業(yè)之一，同樣也是國內最早關注并研發(fā)關節(jié)扭矩傳感器的企業(yè)之一。公司近年對人形機器人行業(yè)的力覺應用非常重視并投入了大量的研發(fā)資源，積極參與人形機器人公司的各類力覺傳感器應用痛點的解決，目前已為人形機器人提供大量解決方案。

隨著人工智能、機器人技術的快速發(fā)展，人形機器人在醫(yī)療、康復、助老等領域的應用將不斷拓展，力矩傳感器的重要性也日益凸顯。作為人形機器人感知外界環(huán)境、實現(xiàn)精準操作的關鍵部件之一，力矩傳感器市場需求也將不斷增長。

總之，通過引入AI算法、視覺傳感器、觸覺傳感器、力矩傳感器等技術，人形機器人將實現(xiàn)多源信息的深度融合。觸覺、力覺和視覺等感知形式將不再孤立，而是相互融合、相互補充，共同構成人形機器人全面而精準的感知體系，這將為人形機器人帶來前所未有的智能水平和適應能力。