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人形机器人带动下,传感器市场有望迎来全新增量

发布日期:2024-03-07 11:06:25   来源 : 传感器专家网    作者 :科技八卦    浏览量 :74
科技八卦 传感器专家网 发布日期:2024-03-07 11:06:25  
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       人形机器人风云再起。最近,马斯克在社交平台上再次分享了最新的视频,展示了特斯拉正在开发的视频 Optimus 流畅的人形机器人步行能力。自2024年以来,特斯拉已于1月16日、1月31日、2月24日三次发布Optimus视频,性能不断迭代升级,这将继续推动人形机器人产业的发展。

       此外,英伟达、微软、亚马逊、英特尔、三星LG、OpenAI等科技巨头纷投资人形机器人初创科技企业Figuree AI,后者在新一轮融资中筹集了约6.75亿美元(约48.5亿人民币)。融资完成后,Figure 人工智能估值26亿美元(约186亿人民币)。在国内,智能机器人公司玉树科技优步宣布完成B2轮融资近10亿元。这一轮投资者包括美团、金石投资、源代码、老股东深圳风险投资、中国网络投资、荣毅、敦宏、米达军石跟进投资。玉树科技Unitree表示,资金将主要用于产品研发、业务拓展和团队建设。人形机器人产业蓬勃发展,进入加速增长期。

       传感器:早在2021年,国家就发布了“十四五”计划。在这份关系到中国未来五年经济发展的重要文件中,传感器与高端芯片、操作系统、人工智能关键算法并列,是数字中国建设的关键技术,智能传感器核心制造技术-微机电系统技术(MEMS),同时也被列入“十四五”规划科技前沿领域的攻关技术。传感器作为人形机器人感知系统的核心部件,是智能手的基础。

       不同的人形机器人传感器检测对象分为内部传感器和外部传感器。

       内部传感器:用于感知机器人自身状态的传感器,如位置、速度、加速度等。

       外部传感器:用于感受机器人周围环境和目标状态信息的传感器,如视觉、触觉、听觉、嗅觉、温度、力感等。

       人体机器人需要使用各种传感器,包括扭矩传感器、拉压传感器、编码器、温度传感器、六维力传感器和惯导传感器。其中,惯导传感器(IMU)六维力传感器是实现人形机器人姿态控制的核心,是力控、摆动稳定控制的核心,能准确测量随机变化的力。

       特斯拉OptimusGEN2人形机器人采用11自由灵巧的手和手指触觉传感器,响应更快。捏鸡蛋需要各种传感器的技术支持,包括压力感知、触觉感知和柔性微压力感知。六维力/扭矩传感器应用于人形机器人的手腕和脚踝,六维联合加载设备是高精度六维力传感器研发和生产的必要条件。柔性触觉传感器/电子皮肤是机器人直接感知环境作用的重要传感器,可以检测与环境的接触力、温度、湿度、振动、材质、软硬等特性。

       MEMS压力传感器具有易于批量生产、小型化、成本效益和制造复杂结构的能力等优点,如Superior Sensor Technology的MEMS压力传感器集成了基于软件的先进功能,如先进的数字滤波器、闭环控制和压力开关,可以提供精确的运动控制和灵活的物体操作能力所需的基本内部扭矩和力反馈。

       据国际机器人协会预测,到2030年,全球人形机器人市场规模的年复合增长率将达到71%。中国电子学会还预计,到2030年,中国人形机器人市场规模预计将达到8700亿元左右,增长空间将更大。根据相关分析,人形机器人是国产传感器的新机遇。随着人形机器人产业的扩张,传感器产业进一步扩张,全球传感器市场规模超过万亿,我国高端传感器仍处于起步阶段。

       对于国内替代品来说,大规模的高科技细分领域更容易率先实现国内替代品,而人形机器人相关领域的传感器具有规模 高科技效应。企业积极布局人形机器人相关传感器领域,把握时代机遇,有望顺应时代潮流,进一步扩大高端传感器的定位率。

       近年来,随着人工智能、物联网、5G等前沿技术的不断发展,传感器市场需求逐渐增加。根据 Statista 2022年全球传感器市场规模达到2512.9亿美元,2022-2025年CAGR预计达到8.04%。 根据前瞻性产业研究所的数据,2020年国内传感器市场规模将达到2494亿元,2020-2025年CAGR预计将达到20.0%。

       目前,我国传感器市场仍以外资为主,国内逐步向高端市场迈进。根据华经产业研究院的数据,爱默生、西门子、博世、意大利半导体、霍尼韦尔等全球龙头企业约占2020年国内市场份额的60%,特别是在高端市场,约80%的传感器芯片依赖海外企业。

       力传感器:人形机器人有望带来新的力传感器,帮助机器人实现抛光、焊接等精密操作,拓宽机器人的应用场景,优化传统环节中国内制造商的激烈竞争模式。

       此外,力传感器也广泛应用于人形机器人中。为了模仿人类,人形机器人需要准确测量关节的应力,因此手腕和脚踝需要配备六维力传感器。与一维和三维相比,六维力传感器具有突出的优点,主要体现在:1)精度显著提高;2)结构紧凑,适应狭窄空间;3)协调同步性好。

       然而,在性能突出的同时,六维力传感器的生产也更加困难,其结构设计、数据采集、解耦算法的复杂性都高于一维和三维传感器。目前,六维力传感器处于起步阶段,市场规模较小,但未来随着六维力传感器在机器人行业的逐步成交量,市场规模预计将迅速增长。据我们估计,预计到2030年,人形机器人力传感器市场预计将达到125亿元,其中6D力传感器市场空间预计将达到80亿元,这将为传感器行业带来新的增量市场。多

       维传感器技术壁垒高,海外厂商占主导地位。海外供应商:美国AMTI主要是国外成熟的多维力传感器制造商、ATI、JR3、FUTEK,瑞士的 BOTA,HBM等德国公司开发了各种商用六维力/扭矩传感器。国内供应商:一维力传感器技术门槛低,国内厂家多;三维力传感器受技术限制。目前,国内主要玩家包括坤伟科技、蓝点触摸、宇力仪器等,上市公司玩家中东华测试、柯力传感等具有一定的技术基础,并逐步开展多维力传感器的研发和生产。

       惯导视觉传感器:实现机器人高精度定位和导航惯性传感器是一种电子传感器,用于测量物体的加速度、角度和倾斜角度,包括加速度计、陀螺仪和惯性测量单元(IMU)IMU是市场份额最大的三类。根据芯谋研究,2022年国内IMU市场规模达到43.1亿元,预计2027年将达到75.5亿元,年均复合增长率达到11.9%。

       视觉传感器是一种利用光学元件和成像装置获取外部环境图像信息的传感器。从输出维度的角度来看,基于视觉传感器的感知方法可分为2D视觉和3D视觉。3D视觉是目前人形机器人、自动驾驶等高精度要求领域的主要方向。IMU和视觉传感器是互补的,可以有效地实现SLAM方案(同步定位和构图),完成机器人定位和导航,预计未来将受益于人形机器人行业的趋势。国内惯导传感器(IMU)与视觉传感器上市公司主要包括芯动联科、敏芯股份、华依科技、奥比中光、顺宇光学等,具有较强的研发和市场竞争力。

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