传感器：人形机器人感知核心（附报告全文）

2024-08-06

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文章来源：海通证券《传感器：人形机器人感知核心，六维力、MEMS传感器具发展潜力》

分析师：赵玥炜、毛冠锦

本文内容来自网络公开资料转载，报告原文请联系著作方获取。‍‍

摘要

感知是人形机器人控制和执行的前提。传感器是一种检测装臵，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。感知层的传感器是软件控制和硬件零部件的桥梁，是物理世界与数字世界的接口，是实现具身智能的关键。在人形机器人中较为重要的几种传感器有力矩传感器、触觉传感器、IMU、视觉传感器等。

六维力传感器：国产厂商有望借助人形机器人契机实现弯道超车，降本空间较大。

1）六维力/力矩传感器：作为机器人与操作对象交互时测量力/力矩的传感器，为机器人的力控制和运动控制提供必要的力感知信息，对机器人完成复杂、精细作业任务，实现柔顺化、智能化操作起到关键作用。
2）市场空间：随着人形机器人的发展与普及，六维力传感器在人形机器人中的应用有望打开。根据高工机器人产业研究所（GGII）数据显示，2022年中国六维力传感器市场规模为2.39 亿元，同比增长52.04%，预计到2027年，中国六维力传感器市场规模有望超过15亿元，复合增长率超过45%。
3）技术壁垒：六维力传感器的技术壁垒主要体现在复杂的结构设计、精密的制造工艺、高标准的标定校准流程以及先进的数据处理和解耦算法上，目前国内厂商和海外厂商（ATI等）有较大差距，但有望借助人形机器人契机，实现弯道超车。
4）降本空间：海外六维力传感器从几千块钱到几万元、十几万不等，成本主要来自于应变片、人工成本及前期的研发，且多为定制化生产。此外前期投资和维护成本高，也是六维力传感器自动化成本高的重要原因之一。未来随着需求提升，以逐步向半自动化方向发展，六维力传感器成本有望下降的空间较大。

MEMS惯性传感器和压力传感器：有望在人形机器人中发挥重要作用，国内厂商仍有发展潜力。

1） MEMS惯性传感器主要包括陀螺仪、加速度计、IMU等。IMU在人形机器人中的应用至关重要，其提供了关于机器人身体各部位的位臵、速度、加速度和方向的实时信息，不仅提高了机器人的性能和效率，还增强了其与人类和环境的互动能力。根据Yole，2021年全球MEMS惯性传感器行业市场规模为35.09亿美元，预计2027年达到49.43亿美元，复合增长率达到6.39%。竞争格局方面，全球MEMS惯性产品市场份额集中在Honeywell、ADI、 Northrop Grumman/Litef 等行业巨头手中，CR3合计占有50%以上的份额。
2） MEMS压力传感器在内部压力检测、触觉反馈等方面或扮演重要角色。若MEMS 压力传感器采用柔性材料，便能够实现更加灵活和适应性强的传感解决方案；MEMS工艺也或是实现六维力传感器另一方向，并有望通过自动化生产降低生产成本。MEMS压力传感器市场规模大，海外厂商占据主导。MEMS压力传感器市场规模从2018年的17.63亿美元增加至2021年的20.04亿美元，预计将于2027年增长至26.24亿美元。竞争格局方面，三大压力MEMS厂商博世、 TE Connectivity 和英飞凌占据约全球50%的市场份额。

报告主要内容