人形机器人传感器是人形机器人感知系统的重要组成部分，主要用于获取环境信息和人形机器人自身的状态信息，是实现人形机器人感知和决策的基础。
人形机器人传感器根据检测对象不同分为内部传感器和外部传感器。内部传感器主要用于感知人形机器人的自身状态的传感器，如位置、速度、加速度等。外部传感器主要用以感受人形机器人周围环境、目标物的状态信息的传感器，如视觉、触觉、听觉、嗅觉、温度、力觉等。
本文重点对人形机器人外部传感器企业进行盘点，重点包括视觉传感器、触觉传感器（电子皮肤）、力矩传感器、听觉传感器等。
一、视觉传感器
视觉传感器在人形机器人中拥有广泛的应用，极大地提升了人形机器人的全自主感知和操作能力。人形机器人可通过收集、解析和利用数据，人形机器人可以做出决策并与环境进行交互，包括寻找物体、抓取物体、识别人类姿态、路径规划等。另外，人形机器人通过先进的感知层、内存模型与视觉传感器结合，能够更精准地识别面孔、手势、情绪，从而与人类进行自然流畅的交互，这种交互能力的提升使得人形机器人在客户服务、娱乐、教育等领域具有广泛的应用前景。此外，视觉传感器还可以应用于人形机器人的康复训练功能，通过精确感知和分析患者的运动状态，机器人能够提供更个性化的康复指导，帮助患者更有效地恢复运动功能。未来在军事、家庭服务等领域也将拥有广泛的应用前景。
目前，视觉传感器领域国内企业崭露头角，在消费场景已有应用。海外以安森美、基恩士、康耐视为主，国内有奥比中光、伟景智能、远形时空等企业。另外，度量科技在光学三维动作捕捉系统方面具备领先优势。
（1）远形时空
人形机器人的视觉感知主要包含传统图像传感器、三维感知传感器和视觉融合三部分。远形时空科技专注于三维感知传感器和视觉融合产品的开发，赋能人形机器人。远形时空专为人形机器人研发了感知相机OS5X系列产品。产品可以为人形机器人提供必不可少的视觉感知功能，为人形机器人的灵活行走提供基础保障，同时彩色和深度视觉也为人形机器人手部灵活操作提供基本信息。
远形时空感知相机OS5X系列产品
（2）度量科技
度量科技专注于自主研发、生产制造和销售光学三维动作捕捉系统，核心产品—NOKOV度量光学三维动作捕捉系统，作为人形机器人关键零部件的传感器，具有亚毫米级定位精度，可精准获取机器人位置、姿态、6DoF等数据，并实时向外广播，支持二次开发。
光学动作捕捉系统构成
动作捕捉是一项能够实时地准确测量、记录运动物体在实际三维空间中的各类运动轨迹和姿态，并在虚拟三维空间中重构这个物体每个时刻运动状态的高新技术。NOKOV度量动捕提供多种产品镜头型号，以满足不同领域的应用需求。在人形机器人研究中，基于动作捕捉的模仿学习已经成为机器人进化的关键，通过使用NOKOV度量光学动作捕捉系统，可获取示教轨迹数据，进而生成控制机器人的策略程序，使其能够在新环境中复现这些动作。其次，在人形双足机器人的平衡控制方面，精确地控制下肢和全身各关节是一大难点。NOKOV度量光学动作捕捉系统通过精确采集人体运动时的位姿数据，为设计出类似人类的仿生机械结构提供了一种有效的解决方案。此外，要想让人形机器人执行更为复杂和精细的任务，比如抓取软质物体或小型物件，就必须对手部结构进行精细化设计。NOKOV度量光学动作捕捉系统的高精度定位为灵巧手的设计提供可靠的技术支持。
度量科技动作捕捉用于机器人实验室
总之，视觉传感器为人形机器人带来了更高级别的感知和操作能力，使人形机器人能够在各种复杂环境中自主、准确地完成任务，并与人类进行更自然、流畅的交互。随着技术的不断发展，未来人形机器人在各个领域的应用将会更加广泛和深入。
二、触觉传感器
触觉传感器是实现人形机器人智能感知和人机交互的核心器件。触觉传感器将触觉刺激转换为电信号送入人形机器人控制器，为人形机器人感知外界环境提供丰富的信息，如物体尺寸、形状、纹理、刚度、温度等特性，还能提供与他人的力触觉交互。
柔性触觉传感器又可称为“电子皮肤”，能够实现与环境接触力、温度、湿度、震动、材质、软硬等特性的检测，是人形机器人直接感知环境作用的重要传感器，同时可以让人形机器人的外观、表情及动作更像人类。
触觉传感器作为人形机器人传感器体系中的重要组成部分，其市场需求将随着人形机器人应用场景的拓展而不断增长。当前全球触觉传感器的市场规模正在不断扩大，预计未来几年将保持高速增长。目前，国内有华威科、他山科技、帕西尼感知、盈连科技、钛深科技等企业在机器触觉领域做了大量布局。
（1）华威科
华威科围绕高性能柔性电子皮肤设计制造和机器人操作稳定性监测等难题开展了大量研究，提出了高灵敏度大面积电子皮肤设计制造新原理，突破了电子皮肤传感系统集成、多元传感信号融合与处理等关键技术，研制的机器人触觉感知电子皮肤的灵敏度、响应时间与空间测量能力等技术指标，均达到国际领先水平。
华威科电子皮肤器件结构
针对电子皮肤感知功能单一的局限，首次提出了电容与摩擦电耦合的新型双模态感知方法，使得机器人电子皮肤具备了感知压觉、接近觉、物体轮廓、硬度等多种物理信息的能力，极大地拓展了电子皮肤的感知范。针对机器人电子皮肤感知能力不足的现状，研究团队基于生物微小感知结构对外界刺激的响应机制，提出了仿生增敏触觉感知新结构，传感灵敏度达9484.3 kPa-1，检测极限低至0.13 Pa，均为国际领先水平；将该高性能电子皮肤与机器人灵巧手集成，在国际上首次实现了机器人穿针引线的灵巧操作，并首次实现对切割不同生物组织时微小接触力的准确检测，解决了手术机器人缺少微小接触力感知的国际性难题。公司致力于打造柔性传感领域工艺、机理、材料、装备制造IDM制造模式。
公司目前围绕人形机器人触觉感知系统，开发了灵巧手指尖触觉，结合触觉传感器，视触融合，实现复杂场景下的灵巧抓取；电子皮肤赋予人形机器人整体仿生触觉感知能力，进一步提升人形机器人情绪识别，人机交互能力；智能足，结合足底电子皮肤优化人形机器人在不同步态下的灵活移动。
华威科电子皮肤应用
目前在研的产品为柔性多模态触觉感知与人机交互技术研发项目，主要研发人形机器人柔性多模态感知皮肤，构建大面积多通道触觉传感阵列，建立神经网络算法，实现感控一体化。具体产品形态为一种以大面积、多形状的柔性多模态感知皮肤，与特定场景集的智能硬件结合的整套具身智能的人形机器人视触觉电子皮肤。主要应用于人形机器人肢体、面部胸腔等大面积需要部署智能皮肤的位置。
（2）他山科技
他山科技产品主要为触觉传感器、芯片、电子皮肤等，在人形机器人方向更多属于传感器类中的触觉传感器。
在机器人技术领域，他山科技作为创新的先锋，成功打造了全球首款专为触觉感知设计的AI芯片，标志性地将边缘侧类脑计算技术搭载的芯片与触觉传感技术相结合。这项突破性的成就不仅推动了触觉传感器在机器人应用中的商业化步伐，而且在全球范围内树立了新的技术标杆。
他山科技的触感技术发展路径是源自自主研发的R-SpiNNaker分布式类脑芯片架构，该架构能够精确模拟人类的神经系统，包括传入神经、中枢神经和传出神经的功能。借助三维空间电容层析算法和四核脉冲神经网络的结合，该触觉传感器实现了前所未有的高精度触觉感知能力，包括非接触式手势识别和材质辨识等复杂功能。
目前他山科技已经研发出三种型号的触觉感知芯片和触觉传感器，覆盖从机器人到消费电子、家电，乃至汽车领域的广泛应用。首款触觉传感器已经进入生产阶段，预示着在不久的将来，基于这项技术的触控感应解决方案将被广泛应用于多个行业。
技术上，这些触觉传感器突破了传统触觉传感的局限，能够感知七到十个触觉变量，包括三维力和材质等，三维力具备高达0.001N的精度，远超同类产品。此外，借助独创的非接触空间分层感知技术，他山科技的触觉感知芯片可以基于电容场效应原理，实现多层次的触觉交互，为人机交互提供了更加丰富和灵活的可能性。
他山科技触觉传感器电容感知技术路径
随着触觉传感器技术的不断发展和市场需求的不断增长，新的企业也在不断涌现，因此触觉传感器领域的竞争也将日益加剧。触觉传感器的技术壁垒主要体现在柔性材料、工艺和解耦算法，随着新材料、新工艺的发展，触觉传感器正在向柔性化、轻量化、高阵列、高灵敏度的方向发展，将使得触觉传感器更加适应人形机器人的需求，提高人形机器人的操作性能和稳定性。
三、力矩传感器
人形机器人对于力矩传感器要求较多，目前有六维力传感器、微型压力传感器、拉压力传感器、关节扭力传感器等，六维力传感器是力控、摆动稳定控制的核心，可精准测量随机变化的力，随着人形机器人逐步量产，有望推动传感器行业扩容。
目前，国产六维力/力矩传感器与海外厂商传感器在灵敏度、串扰、抗过载能力及维间耦合误差等方面仍存在差距。但国内参与公司不断取得技术进展，宇立仪器、鑫精诚、坤维科技、海伯森、蓝点触控、神源生智能、瑞尔特测控等，均已有相关的产品落地并进入产业化应用。
（1）宇立仪器
宇立仪器有作为超过30年的传感器设计和力控经验的企业，拥有100%自主研发及生产技术，传感器型号超过500种，实际应用案例超过2000例。在人形机器人关键零部件上提供多种力传感器。手腕脚腕以及指间传感器等，在人形机器人上都有广泛应用。
宇立仪器以其深厚的研发实力和技术底蕴，在力传感器及力控技术的开发和应用领域确立了显著的核心优势。其核心团队拥有超过30年的传感器设计和力控经验，保证了技术创新的连续性和前沿性。宇立仪器的技术创新能力、丰富的产品线及广泛的市场应用，共同构成了其在人形机器人产业中的独特优势。
在技术创新方面，宇立仪器拥有100%自主研发及生产技术，传感器型号超过500种，实际应用案例超过2000例。这种强大的研发能力使得宇立仪器能够不断推出适应市场需求的新产品，满足人形机器人产业对高精度、高可靠性力传感器的迫切需求。
宇立仪器M22XX机器人扭矩传感器
首先，宇立仪器力传感器具备高精度、高灵敏度的特点，能够实时感知机器人与外界环境的交互力，为人形机器人的运动控制提供了精准的数据支持。在人形机器人的运动过程中，传感器能够实时获取机器人在各个方向上的受力情况，从而确保机器人在进行复杂动作或精细作业时能够保持稳定的运动状态。
其次，随着人形机器人应用场景的不断拓展，对传感器的性能要求也在不断提高。宇立仪器紧跟市场的需求，持续进行技术创新和产品升级。宇立的传感器不断提升性能，以适应人形机器人在不同场景下的应用需求。
此外，宇立仪器还注重传感器与其他关键零部件的协同设计与优化。在人形机器人的整体设计中，传感器需要与关节、执行器等部件进行紧密配合，以实现机器人的整体性能最优化。宇立仪器通过深入研究人形机器人特性，感器进行针对性的优化设计，确保其能够与其他部件无缝对接，共同提升机器人的运动性能和作业效率。
（2）鑫精诚
鑫精诚成立于2009年，是国内最早关注并研发六维力传感器的企业之一，同样也是国内最早关注并研发关节扭矩传感器的企业之一。公司近年对人形机器人行业的力觉应用非常重视并投入了大量的研发资源，积极参与人形机器人公司的各类力觉传感器应用痛点的解决，目前已为人形机器人提供大量解决方案。
随着人工智能、机器人技术的快速发展，人形机器人在医疗、康复、助老等领域的应用将不断拓展，力矩传感器的重要性也日益凸显。作为人形机器人感知外界环境、实现精准操作的关键部件之一，力矩传感器市场需求也将不断增长。
总之，通过引入AI算法、视觉传感器、触觉传感器、力矩传感器等技术，人形机器人将实现多源信息的深度融合。触觉、力觉和视觉等感知形式将不再孤立，而是相互融合、相互补充，共同构成人形机器人全面而精准的感知体系，这将为人形机器人带来前所未有的智能水平和适应能力。
