汽車行業(yè)是我國(guó)制造業(yè)的第一大產(chǎn)業(yè)，年產(chǎn)值超過(guò)10萬(wàn)億。那么，下一個(gè)能夠接近甚至超過(guò)汽車行業(yè)規(guī)模的制造業(yè)是哪個(gè)？沒(méi)錯(cuò)，就是“人形機(jī)器人”產(chǎn)業(yè)。人形機(jī)器人在政務(wù)、工業(yè)、商業(yè)和家庭各個(gè)領(lǐng)域都有很多的應(yīng)用場(chǎng)景可以挖掘，將是一個(gè)數(shù)萬(wàn)億甚至十萬(wàn)億的巨大藍(lán)海市場(chǎng)。

    對(duì)于一個(gè)城市或一家企業(yè)，如果未來(lái)十年錯(cuò)過(guò)了人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)，那就相當(dāng)于過(guò)去十年錯(cuò)過(guò)了新能源汽車的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)，一個(gè)百年一遇的巨大產(chǎn)業(yè)機(jī)遇將與你無(wú)緣。

    中投顧問(wèn)推出的《2025-2029年中國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)之人形機(jī)器人行業(yè)趨勢(shì)預(yù)測(cè)及投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》，詳細(xì)分析了人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和趨勢(shì)，能幫助你把握人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的投資機(jī)會(huì)。

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　　在人形機(jī)器人日益走進(jìn)我們生活的今天，你是否好奇它們是如何像人類一樣感知周圍世界的呢?答案就藏在各種各樣的傳感器之中，這些傳感器如同機(jī)器人的“五官”與“神經(jīng)末梢”，賦予了它們感知環(huán)境、了解自身狀態(tài)的超能力。

　　一、傳感器分類：內(nèi)外兼修，感知全方位

　　機(jī)器人傳感器根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同，天然地分成了兩大陣營(yíng)——外部傳感器和內(nèi)部傳感器，它們就像是機(jī)器人的“對(duì)外觸角”與“自我感知神經(jīng)”。

　　內(nèi)部傳感器專注于感受機(jī)器人自身的狀態(tài)，堪稱機(jī)器人的“身體內(nèi)參監(jiān)測(cè)儀”。位置傳感器如同精準(zhǔn)的“導(dǎo)航儀”，實(shí)時(shí)告知機(jī)器人各個(gè)部件處于什么方位;速度傳感器則像一個(gè)“速度計(jì)”，讓機(jī)器人清楚自身移動(dòng)或動(dòng)作的快慢;加速度傳感器宛如靈敏的“動(dòng)感捕捉器”，能察覺(jué)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的瞬間變化;力覺(jué)傳感器好似機(jī)器人的“力量感知肌”，感知受力情況，便于精準(zhǔn)調(diào)控動(dòng)作力度，確保每一次操作都恰到好處。

　　外部傳感器則負(fù)責(zé)探測(cè)機(jī)器人所處的環(huán)境以及各種狀況，是機(jī)器人認(rèn)識(shí)外界的“窗口”。接近覺(jué)傳感器如同機(jī)器人的“預(yù)警雷達(dá)”，當(dāng)物體靠近時(shí)能及時(shí)察覺(jué)，避免碰撞;聽(tīng)覺(jué)傳感器讓機(jī)器人擁有“順風(fēng)耳”，能聆聽(tīng)聲音指令、捕捉環(huán)境聲響;嗅覺(jué)傳感器為機(jī)器人賦予“靈敏嗅覺(jué)”，在一些特殊場(chǎng)景下可檢測(cè)氣味;視覺(jué)傳感器無(wú)疑是機(jī)器人的“眼睛”，攝取周圍環(huán)境的圖像信息，看清世界模樣;觸覺(jué)傳感器恰似“指尖觸感神經(jīng)”，使機(jī)器人觸摸物體時(shí)能感知質(zhì)地、形狀等特征。

　　二、人形機(jī)器人傳感器：精細(xì)布局，各司其職

　　(一)頭部：智慧之眼與靈敏之耳

　　人形機(jī)器人的頭部是信息采集的關(guān)鍵部位，主要配備視覺(jué)傳感器、語(yǔ)音傳感器，這一對(duì)組合堪稱機(jī)器人的“智慧之眼”與“靈敏之耳”。視覺(jué)傳感器捕捉周圍環(huán)境的圖像，識(shí)別物體、人臉，判斷距離與方位，為機(jī)器人的行動(dòng)決策提供視覺(jué)依據(jù);語(yǔ)音傳感器則專注于聆聽(tīng)人類的指令、對(duì)話，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的順暢溝通。

　　對(duì)于夜間巡檢安防機(jī)器人而言，頭部還額外配有紅外成像傳感器，宛如賦予它們一雙“夜視眼”。在黑暗環(huán)境中，紅外成像傳感器利用物體自身的紅外輻射成像，讓機(jī)器人能清晰洞察周圍動(dòng)靜，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn)，守護(hù)一方安寧。

　　(二)身體周邊：避障先鋒

　　機(jī)器人身體周邊主要部署接近覺(jué)傳感器，像是TOF激光測(cè)距離傳感器、超聲波雷達(dá)等，它們組成了一道嚴(yán)密的“避障防線”。當(dāng)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中穿梭時(shí)，這些傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周邊物體距離，一旦檢測(cè)到有物體靠近且可能引發(fā)碰撞，便迅速向機(jī)器人“大腦”發(fā)出預(yù)警信號(hào)，讓機(jī)器人及時(shí)調(diào)整行進(jìn)路線，避免碰撞事故。同時(shí)，它們還能在視覺(jué)傳感器存在盲區(qū)時(shí)，發(fā)揮“補(bǔ)盲”作用，確保機(jī)器人全方位感知無(wú)死角。

　　(三)機(jī)身表面：碰撞防護(hù)盾

　　機(jī)身表面的碰撞傳感器，如關(guān)聯(lián)開(kāi)關(guān)、壓力薄膜等，則是機(jī)器人的最后一道“安全防護(hù)盾”。壓力薄膜如同一張敏銳的“感知皮膚”，緊密覆蓋于機(jī)身表面，當(dāng)機(jī)器人不慎與外界物體發(fā)生碰撞時(shí)，能直接、快速地感知碰撞力度與位置，觸發(fā)相應(yīng)保護(hù)機(jī)制，比如緊急制動(dòng)或調(diào)整姿態(tài)，最大程度減輕碰撞損傷。

　　(四)內(nèi)部：狀態(tài)洞察者

　　深入機(jī)器人內(nèi)部，這里隱藏著眾多監(jiān)測(cè)自身狀態(tài)的傳感器。溫度、濕度傳感器如同貼心的“環(huán)境管家”，確保內(nèi)部電子元件工作在適宜的溫濕度環(huán)境下，避免過(guò)熱、受潮引發(fā)故障;壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控內(nèi)部氣壓，保障機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行;慣性、位置、速度、加速度等傳感器則持續(xù)為機(jī)器人提供自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，助力精準(zhǔn)控制動(dòng)作，讓機(jī)器人的每一步、每一個(gè)動(dòng)作都穩(wěn)定且協(xié)調(diào)。

　　三、因“驅(qū)”而異與力傳感器：成本大頭，突破關(guān)鍵

　　不同驅(qū)動(dòng)方式的機(jī)器人，對(duì)傳感器的需求也存在差異。液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)器人由于其特殊的液路系統(tǒng)，需要額外配備液路控制傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液壓油的壓力、流量、溫度等參數(shù)，確保液路運(yùn)行穩(wěn)定、安全;而電壓驅(qū)動(dòng)機(jī)器人則無(wú)需此類傳感器，簡(jiǎn)化了傳感器配置。

　　在機(jī)器人的位控與力控方面，傳感器的布局更是精妙。位控上，直線位傳感器專注于直線關(guān)節(jié)的位置監(jiān)測(cè)，保障機(jī)器人肢體在直線運(yùn)動(dòng)時(shí)精準(zhǔn)到位;力控則細(xì)分多個(gè)部位，足底力控依靠六維力傳感器，實(shí)時(shí)感知腳底受力情況，讓機(jī)器人在行走、站立時(shí)保持平衡穩(wěn)定;關(guān)節(jié)力控在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)配備扭矩傳感器，精確掌控旋轉(zhuǎn)力度，直線關(guān)節(jié)則使用一維力傳感器，確保動(dòng)作力度精準(zhǔn);手部力控更是精細(xì)，推拉力傳感器與壓力薄膜(觸覺(jué)傳感器)協(xié)同工作，讓機(jī)器人手部既能輕柔拿捏脆弱物品，又能穩(wěn)穩(wěn)抓取重物。手腕處的六維力傳感器還能進(jìn)一步輔助手部動(dòng)作精細(xì)化，感知多方向受力。

　　值得一提的是，力傳感器在人形機(jī)器人成本結(jié)構(gòu)中占據(jù)了高達(dá)30%的比重，成為目前人形機(jī)器人傳感器領(lǐng)域的主要突破方向。以特斯拉Optimus為例，其視覺(jué)感知系統(tǒng)別具一格，主要依托特斯拉FSD的計(jì)算機(jī)模組和方案，面部配備8個(gè)汽車同款A(yù)utopilot攝像頭，這種創(chuàng)新配置取代了傳統(tǒng)機(jī)器人頭部常用的視覺(jué)傳感器。在運(yùn)動(dòng)部分，它在脖子、手、腿以及軀干等關(guān)鍵部位搭載了40個(gè)機(jī)電傳動(dòng)器，使得全身能夠展現(xiàn)出200個(gè)以上不同角度的動(dòng)作，無(wú)限接近人類的靈活姿態(tài)。

　　從成本拆解來(lái)看，力傳感器成本不菲。一個(gè)機(jī)器人理想狀態(tài)下需要4個(gè)六維力傳感器，當(dāng)前國(guó)產(chǎn)六維力傳感器價(jià)格在25000元左右，僅此一項(xiàng)花費(fèi)就約10萬(wàn)元。關(guān)節(jié)方面，一臺(tái)人形機(jī)器人大約需要10個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)力控扭矩傳感器，國(guó)產(chǎn)價(jià)格在4000-5000元，總成本接近5萬(wàn)元。此外，預(yù)計(jì)一維力傳感器將在人形機(jī)器人手部以及直線關(guān)節(jié)大量使用，總共約需26個(gè)。這三類力傳感器的總成本加起來(lái)，穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)了機(jī)器人總成本的30%，可見(jiàn)其在人形機(jī)器人發(fā)展進(jìn)程中的關(guān)鍵地位，未來(lái)降低成本、提升性能的技術(shù)突破迫在眉睫。