【集微网报道】（文/陈炳欣）科技领域近期瞩目焦点非人形机器人莫属，这一周的重磅新闻中，英伟达将在GTC2024大会上揭晓其机器人技术的崭新突破，而马斯克对人形机器人Optimus的持续升级更是引发了全球关注。作为“具身智能”的卓越载体，人形机器人在感知、决策和执行过程中与环境大量交互数据的过程中，广泛依赖于光学编码器、电流传感器、惯性传感器、摄像头以及激光雷达等多元化的传感器应用。随着人形机器人商业化进程加速推进，市场规模正以前所未有的速度扩张，势必将催生传感器产业新一轮的商业机遇。
    人形机器人市场蓄势待发，有望成为传感器领域的下一个蓝海
    回溯历史，人形机器人的发展历程已近百年，从1927年美国西屋公司制造的世界首台人形机器人"Televox"到1963年NASA研发的机动多关节假人，标志着人形机器人的探索起步阶段。尽管早期的人形机器人智能化程度和运动能力极为有限，外形也与人类相差甚远，但历经电机、软件及运动控制技术的革新，在20世纪70年代至新世纪初，人形机器人步入自主运动研发阶段，开始具备一定的被动运动能力。进入21世纪后，人工智能与传感技术的飞跃式发展赋予了人形机器人更为先进的人机互动能力和运动控制技术，如波士顿动力公司在2013年推出的能够完成“后空翻”的Atlas，以及特斯拉在2022年发布的Optimus，均是该领域技术进步的有力证明。
    据高盛预测，到2035年人形机器人市场规模将达到1520亿美元，届时将可比肩电动汽车市场，并相当于2021年智能手机市场的三分之一。随着人形机器人技术日益成熟及其在各类场景下的广泛应用，其与环境的数据交互需求将呈指数级增长，对于传感器的需求也将持续攀升。这预示着人形机器人市场即将成为传感器产业下一轮最具潜力的增长点。
    传感器在人形机器人中的应用至关重要，它们由敏感元件、转换元件和基本转换电路构成，能感应并按照特定规律转换被测量的信息为电信号等形式输出。针对人形机器人，传感器分为内部和外部两类：内部传感器用于监测机器人的状态，例如位置、速度、加速度和力觉；外部传感器则用于捕捉机器人所处环境及状况信息，涵盖接近觉、听觉、嗅觉、视觉和触觉等。其中，力矩传感器和视觉传感器因其重要性和广阔的市场前景，尤为突出。
    六维力矩传感器引领精度革命，开启更大市场空间
    面对人形机器人操作任务日益复杂精细的需求，力矩传感器应运而生，它能将力的量值转变为电信号，提供至关重要的力与运动控制信息，确保机器人关节运动控制的柔顺化与智能化。力矩传感器在全球工程机械和工业自动化系统中扮演着不可或缺的角色。
    力矩传感器按测量方式可分为一维至六维多种类型，其中六维力矩传感器因能同时测量三维空间内沿三个坐标轴方向的力和绕三个坐标轴的力矩，拥有最高的精度和更大的潜在市场空间。当前，全球力矩传感器市场规模保持稳健增长态势，预计到2028年将从2022年的26亿美元增至35亿美元，复合年增长率约为5.08%。智能制造和人形机器人产业的发展将推动对更高精度六维力矩传感器的市场需求。
    视觉传感器迈向3D时代，打开全新应用局面
    为了赋予机器人类似人类的眼睛与大脑功能，实现精准行动导航与物品测量判断，机器视觉技术与视觉传感器在人形机器人领域的应用愈发深入。目前，机器视觉技术正在逐步从2D向3D转变，3D视觉通过深度图或点云数据获取物体距离和三维坐标信息，对物体的理解更准确全面。
    机器视觉的技术路径包括主动式的结构光法、TOF技术和雷达技术，以及被动式的单目/双目/多目视觉法、区域/特征视觉法和机器学习法等。据GGII预测，我国机器视觉市场规模在2025年将达到468.74亿元，其中2D视觉市场规模超过360亿元，3D视觉市场规模将超100亿元。
    人形机器人的广泛应用将极大地推动视觉传感器市场增长。预计每台人形机器人配备2个视觉传感器，以单个视觉传感器价格2000元计算，当前人形机器人视觉传感器市场规模约0.85亿元。随着人形机器人的量产增加和技术成本下降，预计至2030年全球人形机器人视觉传感器市场空间可达82亿元。
    此外，人形机器人中还广泛应用了编码器、触觉传感器、语音传感器、温度传感器以及位置、速度、加速度等多种传感器。在“具身智能”理念驱动下，机器人智能水平与工作效率将进一步提升，能胜任更加复杂泛化的任务，对传感器的数量和性能要求也随之提高。未来，传感器产业将在人形机器人浪潮中迎来全新的发展机遇。