電子發(fā)燒友原創(chuàng) 章鷹

感知傳感器是機(jī)器人實現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)。人形機(jī)器人傳感器主要分布于傳感系統(tǒng)，常見的類型包括視覺、觸覺、聽覺傳感器，嗅覺和味覺傳感器可能在人形機(jī)器人特定應(yīng)用場景中應(yīng)用。目前六維力傳感器、激光雷達(dá)、柔性電子皮膚、高性能慣性測量單元（IMU）及力控扭矩傳感器等在該領(lǐng)域具有較高的技術(shù)價值和市場潛力。

2025年，人形機(jī)器人熱度高漲，減速器、伺服電機(jī)、關(guān)節(jié)模組、傳感器等核心領(lǐng)域件入局者大增。漢威科技具身智能傳感器研究院副院長何濤對記者表示：“具身智能領(lǐng)域，我接觸到本土很多傳感器廠商，未來推動人形機(jī)器人落地，需要多家廠商的傳感器進(jìn)行融合，隨著人形機(jī)器人市場的爆發(fā)，傳感器市場也將迎來新的增長機(jī)遇。”

3月31日到4月2日，在深圳舉辦的國際傳感器與應(yīng)用技術(shù)展覽會上，來自ST、ADI、漢威科技和紐迪瑞等廠商都帶來與機(jī)器人應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域最新的傳感器精品，本文進(jìn)行匯總。

ST展示IMU傳感器新品ISM330DHCX，具備高集成，低功耗和智能化優(yōu)勢

人形機(jī)器人感知系統(tǒng)中的IMU是慣性測量單元的簡稱，它是一種傳感器組合，主要由加速度計、陀螺儀，有時還包括磁力計等組成，其作用是測量物體三軸姿態(tài)角以及加速度。IMU可以根據(jù)加速度計和陀螺儀測量的數(shù)據(jù)，解析出機(jī)器人的姿態(tài)信息，幫助機(jī)器人了解自身在空間中的位置和方向。ST微電機(jī)系統(tǒng)&傳感器技術(shù)市場經(jīng)理董愷在論壇上表示，慣性傳感器主要負(fù)責(zé)機(jī)器人姿態(tài)調(diào)整，IMU相當(dāng)于人形機(jī)器人的“小腦”，能實時感知機(jī)器人的姿態(tài)、角速度和加速度。ST開發(fā)的IMU傳感器之前用于陪伴機(jī)器人，姿態(tài)檢測需要IMU的數(shù)據(jù)，保證機(jī)器人的運動和站立。

ST帶來新的IMU產(chǎn)品ISM330DHCX，在ISM330DHCX中，加速度計和陀螺儀的傳感元件在同一硅片上實現(xiàn)，從而保證了出色穩(wěn)定性和穩(wěn)健性。在傳統(tǒng)的IMU 2.5×3的封裝里又集成了一個加速度計，加速計的最大量程可以達(dá)到80g，功耗小于1毫安，內(nèi)部集成了智能化的器件。ISM330DHCX的加速計可選量程為±2/±4/±8/±16 g，支持超低功耗模式，支持機(jī)器學(xué)習(xí)的場景，它為工業(yè)4.0應(yīng)用而量身定制高性能3D數(shù)字加速計和3D數(shù)字陀螺儀，可以推廣應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人、人形機(jī)器人領(lǐng)域。

ADI展示位置傳感器和光學(xué)方案

記者在國際傳感器與應(yīng)用技術(shù)展覽會7號館的ADI展臺上，看到了ADMT4000。

圖：ADMT4000 電子發(fā)燒友拍攝

工作人員介紹說，這是一款單芯片角度和多圈編碼器位置傳感器，其支持無源多圈記憶（46圈:0°至16,560°）和掉電位置保持，精度達(dá)±0.25°，可替代傳統(tǒng)齒輪或線性傳感器，省去電池及額外器件，顯著降低系統(tǒng)尺寸、重量和成本，適用于工業(yè)自動化、機(jī)器人等高精度場景，未來還將推出擴(kuò)展多圈型號以滿足更廣需求。

ADI還展示了3D ToF的應(yīng)用，該方案利用 ADI高分辨率 3D ToF三維深度檢測技術(shù)，結(jié)合精確的圖像拼接算法，能對大型不均勻物體進(jìn)行準(zhǔn)確尺寸標(biāo)注。其技術(shù)基于CMOS成像和深度計算技術(shù)，通過納秒級高功率光脈沖捕獲深度信息。具有低噪聲、高分辨率和高系統(tǒng)效率的優(yōu)勢，工作人員表示這款產(chǎn)品在工業(yè)工廠自動化和倉儲物流等機(jī)器視覺應(yīng)用廣泛。

漢威科技推出柔性壓力傳感器和人機(jī)交互智能手套，應(yīng)用機(jī)器人靈巧手

在具身智能領(lǐng)域，漢威科技主攻哪些傳感器？漢威科技具身智能傳感器研究院副院長何濤說，公司主要覆蓋觸覺傳感器和嗅覺傳感器，觸覺傳感器產(chǎn)品包括柔性傳感器，實現(xiàn)機(jī)器人從手指-手掌-手臂、足底-膝蓋-頭部的聯(lián)動感知。應(yīng)用于人形機(jī)器人的嗅覺傳感器正在開發(fā)當(dāng)中。

圖：柔性傳感器MF0506 電子發(fā)燒友拍攝

何濤表示，漢威科技擁有柔性壓力傳感器和柔彈性應(yīng)變傳感器，應(yīng)用于人形機(jī)器人、醫(yī)療和智能可穿戴領(lǐng)域。柔性傳感器MF0506已經(jīng)批量生產(chǎn)，采用納米材料，附著力強(qiáng)，耐彎折、靈敏度高，壽命長，通過300萬次以上按壓測試，支持多點觸控和單點檢測。公司提供標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品和定制化能力提供給客戶。機(jī)器人廠家手指采用柔性壓力傳感器厚度0.3mm，檢測點密度要求滿足，可以整體定制也可拆解。

圖：柔彈性應(yīng)變傳感器ESSB-01 電子發(fā)燒友拍攝

另外一款產(chǎn)品是柔彈性應(yīng)變傳感器ESSB-01，已經(jīng)批量生產(chǎn)。產(chǎn)品可以達(dá)到50%的彈性形變，線性度99.8%，刷新頻率達(dá)到50Hz，可以支持機(jī)洗100次以上。何濤透露，漢威科技研發(fā)的柔性人機(jī)交互智能手套系統(tǒng)已經(jīng)量產(chǎn)，這款智能手套將彈性應(yīng)變傳感器與面料/硅膠集成，應(yīng)用于人機(jī)交互，機(jī)器人靈巧手抓握控制、手語系統(tǒng)等場景。

漢威科技展示的柔性傳感器或柔性仿生電子皮膚，是基于納米智能材料和仿生感知能力的柔性感知器件，公司已經(jīng)掌握了柔性壓阻、柔性壓電、柔性溫濕度、柔性電容等四大核心技術(shù)。

紐迪瑞發(fā)布觸覺傳感器和關(guān)節(jié)扭矩傳感器，賦能人形機(jī)器人

深圳紐迪瑞科技開發(fā)有限公司2011年成立于深圳光明，公司聚焦壓力感應(yīng)技術(shù)與解決方案，是全球首個成功將“柔性可印刷應(yīng)變片”概念商業(yè)化落地的企業(yè)，2017年公司進(jìn)入谷歌供應(yīng)鏈，實現(xiàn)百萬級出貨量。2019年到2020年進(jìn)入國內(nèi)的手機(jī)廠商供應(yīng)鏈，目前在手機(jī)壓感交互領(lǐng)域市占率第一，也是全球新型亞感觸控技術(shù)的第二大供應(yīng)商，主要合作客戶包括微軟、華為、OPPO、Vivo、小米、亞馬遜等。

紐瑞迪機(jī)器人研發(fā)負(fù)責(zé)人曾華表示，2023年公司布局人形機(jī)器人賽道，發(fā)布了扭矩傳感器和指尖觸覺傳感器。指尖觸覺傳感器主要功能是正壓力和位置的傳感器，特點是結(jié)構(gòu)簡單和高精度。關(guān)節(jié)扭矩傳感器采用輪輻式方案，其核心功能在于對旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上的扭轉(zhuǎn)力矩進(jìn)行精準(zhǔn)感知與測量，具備高性能、高精度。

圖：關(guān)節(jié)扭矩傳感器，電子發(fā)燒友拍攝

紐迪瑞推出的指尖觸覺感知方案，實現(xiàn)高靈敏度0.02N、高精度0.05N，尺寸小巧輕便，20mm*2.5mm*1.5mm，0.5g，可以集成心率、脈搏感知和震動反饋功能，持久耐用，可重復(fù)性高，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，工作溫度在零下20度到60度之間，成本低至200元。

力矩傳感器的三個關(guān)鍵指標(biāo)是精度、分辨率和動態(tài)響應(yīng)特性。關(guān)節(jié)扭矩傳感器作為力矩傳感器，必須在這些指標(biāo)上有所突破。此次紐迪瑞推出一款新品關(guān)節(jié)扭矩傳感器。曾華表示，這款產(chǎn)品是一種原位測量方案，其特點是低成本、高性能，一次組裝成功率高。高靈敏度達(dá)到GF20，高精度0.5Nm，集成緊湊的電機(jī)減速器實現(xiàn)一體化設(shè)計，目前已經(jīng)試產(chǎn)某頭部機(jī)器人廠商。