北京人形机器人创新中心近日展示了自主研发的通用人形机器人母平台——“天工”。这款母平台拥有出色的灵活性和扩展性，支持传感器与执行器的便捷安装，同时搭载强大的本体计算能力，并且其本体构型是开源的供所有人共同开发与优化。
“天工”人形机器人身高163厘米，轻量化设计使得其体重仅为43公斤，装备了多个视觉感知传感器，配备每秒高达550万亿次的操作算力。此外，还配备了高精度的惯性测量单元（IMU）、3D视觉传感器和高精度的六维力传感器，能够提供准确的力量反馈信息。
当前“天工”已经解决了基础运动控制的问题，成为了具身智能应用场景和研究领域的优选平台。
当前国内外人形机器人产业链进程加速，未来两到三年内行业有望迎来高速发展机遇。
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3D视觉传感器视觉传感器是利用光学元件和成像设备来捕捉外部环境图像信息的传感器。从输出维度的视角来看，基于视觉传感器的感知方式可以划分为2D视觉与3D视觉两种类型。
2D视觉依靠摄像头和距离传感器进行环境感知，并通过算法还原深度数据，其硬件成本低但在算法上的挑战较大。
3D视觉包括激光雷达和深度相机两种技术，其中深度相机可以细分为双目RGB相机、结构光相机和TOF相机，主要用于探测空间的景深距离。
与2D视觉相比，3D视觉适用于更复杂的应用场景，也能提供供更高精度和更丰富的视觉信息。随着人形机器人与外界复杂环境交互需求的增加，机器人视觉系统开始加速采用3D视觉技术。
人形机器人由于需要执行如“表情识别”和“人体识别”等复杂的视觉识别任务，对数据精度的要求更高，因为更适合使用3D相机方案。
3D视觉感知的产业链上游环节有 激光、衍射光学元件、感光芯片和传感器模组等、中游集中在3D视觉感知方案的开发包括深度引擎算法、标定对齐以及技术方案设计；下游是具体应用场景，有VSLAM、图像分割具体解决方案的开发等。
3D视觉传感器图示：
资料来源：行行查
3D视觉传感器市场格局方面来看，全球视觉传感器市场以外资为主导，国产自主替代进程稳步推进。基恩士是行业绝对头部企业，全球市场占有率超过一半，康耐视紧随其后。国内市场视觉传感器行业的竞争格局分散，奥普特保持领先。
惯性测量单元（IMU）IMU是惯性测量单元，融合了陀螺仪、加速度计等多种惯性器件的综合系统。目前市场上6轴和9轴的IMU产品最为常见。
IMU能够实时调整物体的运动策略，从而实现精确的姿态控制。加速度计、陀螺仪和磁力计分别负责测量物体在三个轴向的加速度、角加速度以及磁场强度。通过对这些数据的综合处理，IMU能够输出物体的速度、位置和姿态信息。
IMU的下游应用主要是在需要高精度测量和控制的领域，如工业与通信、高可靠性系统、汽车电子、医疗健康以及消费电子等。
市场格局方面来看，惯性传感器市场主要由国际巨头主导，市场集中度高。国内市场需求旺盛国产替代的空间广阔。2023年我国IMU市场的前五大厂商全部为外资企业，合计占据了高达93%的市场份额，本土厂商以以矽睿科技、深迪半导体、士兰微、明皜传感、敏芯股份等为代表。
惯性传感器竞争格局：
资料来源：芯谋
六维力传感器力矩传感器是能够敏锐感知并精确测量力的核心组件，可以捕捉到多种旋转或非旋转机械部件所产生的扭转力矩，并将这些物理变化精确地转换为电信号。
根据测量的力的分量差异，力传感器可被分类为单维测力传感器、二维测力传感器以及多维力传感器。其中，六维力矩传感器的精度达到了最高水平，一维和三维力矩传感器在测量多方向或不同距离时，数据可能会出现失真。
根据高工机器人数据，目前六维力矩传感器市场主要由欧美和日韩品牌占据主导地位。海外的主要供应商包括ATI、Bota以及Kistler等公司。
力矩传感器竞争格局：
资料来源：齿轮传动
国内品牌的市场占有率较低且在串扰、耦合误差以及准确度等关键参数上仍存在一定的差距。从协作机器人的细分市场来看，国内的一些品牌如坤维等已经取得了显著进展并占据了市场领先地位。坤维的六维力矩传感器销量已经超越了外资品牌ATI位列第一，蓝点触控和宇立等厂商也具有先发优势。
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