在第四次工業(yè)革命浪潮中，具身智能與人形機(jī)器人技術(shù)正成為全球科技競爭的戰(zhàn)略高地。據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）預(yù)測(cè)，2024年全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)營收預(yù)計(jì)將達(dá)到461.1億美元，其中服務(wù)機(jī)器人將占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到362億美元。多家投行和智庫機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2035年全球人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將達(dá)到萬億級(jí)。

在這場(chǎng)技術(shù)變革中，傳感器技術(shù)作為機(jī)器智能的感知基石，正經(jīng)歷著從單一參數(shù)檢測(cè)到多維感知融合的范式轉(zhuǎn)變，推動(dòng)著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)從工業(yè)自動(dòng)化向擬人化智能的跨越式發(fā)展。

具身智能浪潮下的傳感器技術(shù)躍遷

近年來，全球科技巨頭的戰(zhàn)略布局已經(jīng)揭示了行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)：特斯拉Optimus、波士頓動(dòng)力Atlas、優(yōu)必選Walker系列等標(biāo)志性產(chǎn)品的迭代，標(biāo)志著人形機(jī)器人技術(shù)正從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。這一進(jìn)程背后，是傳感器技術(shù)從傳統(tǒng)工業(yè)場(chǎng)景向生物擬態(tài)感知體系的全面升級(jí)。

具身智能機(jī)器人與傳統(tǒng)機(jī)器人的核心差異在于其感知能力。傳統(tǒng)機(jī)器人主要依賴預(yù)設(shè)程序執(zhí)行任務(wù)，缺乏對(duì)外界環(huán)境的實(shí)時(shí)感知與交互能力。而具身智能機(jī)器人則借助先進(jìn)的傳感器技術(shù)，擁有了類似人類的“感知器官”，從而能夠更自然地與環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)。

一個(gè)人形機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作與交互功能，需要多種傳感器的協(xié)同工作。例如，為了維持平衡，機(jī)器人需內(nèi)置慣性測(cè)量單元（IMU）；為了感知物體的形狀、硬度等信息，機(jī)器人需配備柔性觸覺傳感器；而為了精準(zhǔn)抓取和搬運(yùn)物體，六維力傳感器則至關(guān)重要。這些傳感器共同構(gòu)成了機(jī)器人的“感知網(wǎng)絡(luò)”，使其能夠?qū)崟r(shí)獲取外界信息并作出相應(yīng)調(diào)整。

柔性觸覺傳感器：機(jī)器人的“電子皮膚”

柔性觸覺傳感器是具身智能機(jī)器人感知外界環(huán)境的關(guān)鍵組件之一。據(jù)了解，柔性觸覺傳感器的國外廠商居多，國內(nèi)廠商近年來也表現(xiàn)不俗，如漢威科技集團(tuán)，是國內(nèi)最早涉足柔性觸覺傳感器的企業(yè)之一，自主研發(fā)生產(chǎn)實(shí)力達(dá)國內(nèi)前沿、國際先進(jìn)水平。據(jù)漢威科技消息，其于2024年參與了國內(nèi)首個(gè)柔性電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的起草和制定，填補(bǔ)了行業(yè)空白，促進(jìn)了行業(yè)的規(guī)范發(fā)展。

漢威科技的柔性觸覺傳感器采用先進(jìn)的微納加工技術(shù)，以柔性材料為基底，集成了眾多傳感點(diǎn)，能夠采集壓力、溫度等多種信號(hào)。這些傳感器不僅超薄（厚度小于0.3mm）、超柔韌（可反復(fù)彎曲100萬次仍保持良好性能），而且具有高靈敏度（能夠精準(zhǔn)檢測(cè)羽毛輕拂的力度）和高分辨率（可集成100個(gè)傳感點(diǎn)/cm2）。在人形機(jī)器人的應(yīng)用中，柔性觸覺傳感器被整合到機(jī)器人的靈巧手上，成為其執(zhí)行復(fù)雜、精細(xì)動(dòng)作的重要感知基礎(chǔ)。例如，當(dāng)機(jī)器人需要抓取易碎物品時(shí)，柔性觸覺傳感器能夠?qū)崟r(shí)感知物品的形狀、硬度及抓取力度，從而確保動(dòng)作的精準(zhǔn)與安全。

慣性測(cè)量單元：機(jī)器人的“平衡衛(wèi)士”

慣性測(cè)量單元（IMU）是人形機(jī)器人不可或缺的傳感器之一。它結(jié)合了陀螺儀和加速度傳感器，能夠?qū)崟r(shí)感知機(jī)器人的傾斜、旋轉(zhuǎn)角度變化以及加、減速速度變化等信息。漢威科技集團(tuán)自主研發(fā)的高精度MEMS慣性測(cè)量單元，基于MEMS制造工藝與SIP系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)，具有精度高、響應(yīng)快、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)機(jī)器人遇到不平坦路面或受到外力沖擊時(shí)，IMU能夠迅速感知這些變化并與控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，調(diào)整機(jī)器人姿態(tài)以保持平衡。此外，IMU還可與其他傳感器如視覺傳感器、激光雷達(dá)等配合使用，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的定位導(dǎo)航、環(huán)境感知與理解等功能。

六維力傳感器：機(jī)器人的“力量感知器”

除了柔性觸覺傳感器和慣性測(cè)量單元外，六維力傳感器也是人形機(jī)器人不可或缺的重要部件。它能夠同時(shí)測(cè)量三個(gè)方向的力和三個(gè)方向的力矩，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體精準(zhǔn)抓取和搬運(yùn)的控制。

在人形機(jī)器人的應(yīng)用中，六維力傳感器被安裝在機(jī)器人的關(guān)節(jié)處或靈巧手上。當(dāng)機(jī)器人需要抓取一個(gè)物體時(shí)，六維力傳感器能夠?qū)崟r(shí)感知到物體的重量、形狀以及抓取過程中的力變化，從而確保機(jī)器人能夠平穩(wěn)、準(zhǔn)確地完成抓取任務(wù)。

這場(chǎng)由傳感器技術(shù)驅(qū)動(dòng)的觸覺革命，正在重塑人機(jī)交互的底層邏輯。當(dāng)機(jī)器能夠感知羽毛拂過的細(xì)微力度，辨別不同材質(zhì)的紋理特征，甚至實(shí)現(xiàn)握手時(shí)的力度自適應(yīng)，人類對(duì)智能機(jī)器的認(rèn)知邊界將被徹底打破。在這輪產(chǎn)業(yè)變革中，像漢威科技這樣兼具技術(shù)創(chuàng)新能力和批量化制造的企業(yè)，或?qū)⒍x下一代人形機(jī)器人的感知標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)智能科技向更高維度的生命感知領(lǐng)域不斷演進(jìn)。