一、传感器:机器人感知世界的桥梁
- 机器人的智能化提升依赖于感知层能力的提升,传感器是感知层面的核心部件。
- 人形机器人相较于传统工业机器人,需要更多高价值传感器,包括力传感器、电子皮肤、视觉传感器、惯性传感器等。
- 机器人的传感器分为内部传感器(检测机器人自身状态)和外部传感器(感知环境及状况)。
- 具身智能机器人通过多种传感器实现感知、学习和与环境交互,重点关注视觉、力觉、触觉三个方向。
二、视觉:机器人之“眼”,捕捉信息的关键
- 机器人的主流视觉方案为3D视觉,具有精度高、信息量大、集成度高等优势。
- 全球3D视觉传感器市场规模预计2025年达到150亿美元,机器人将进一步打开行业天花板。
- 目前主流机器人厂商的3D视觉方案多样,包括TOF深度相机、多目摄像头、深度视觉模组、多目视觉传感器等。
- 3D视觉传感器的性能受芯片、算法、传感器模组影响,国内头部厂商奥比中光在部分指标已超越海外竞争对手。
- 海外头部厂商如苹果、微软在3D视觉传感器领域技术领先,国内厂商通过自研芯片逐渐打开市场。
三、力觉:高壁垒、高价值,机器人精确、灵活操作的核心
- 力控技术使机器人能够实现高度灵活和精确的操作,力觉传感器是关键。
- 人形机器人手腕、脚踝处需六维力矩传感器,其他关节可使用关节扭矩传感器。
- 电阻应变式传感器综合性能更优,其中硅/金属箔电阻应变传感器在稳定性、刚度、动态特性等方面具有优势。
- 六维力矩传感器生产壁垒高,核心在于应变片质量、生产工艺、检测设备等环节。
- 六维力矩传感器单个产品价值量较高,根据ATI官网,价格在4000-8000美元之间。
- 国内厂商在六维力矩传感器领域市场份额不断上升,国产替代空间广阔。
四、触觉:机器人之“肤”,实现精细交互
- 电子皮肤是机器人实现精细交互的关键技术,视觉+触觉方案技术指标更优,有望成为主流方案。
- 特斯拉Optimus二代、帕西尼新一代灵巧手等厂商持续提升触觉技术要求。
- 电子皮肤核心壁垒在于敏感材料的制造难度和生产成本,以及算法的精确度。
- 国内触觉传感器厂商梳理:全球市场以外资品牌为主,国内厂商如帕西尼科技、汉威科技等近年来迅速发展。
五、编码器:反馈机器人的关节位置,精准控制的关键
- 编码器是测量位移、角度的高精度传感器,人形机器人多个环节需要编码器。
- 光电式编码器精度高、抗电磁干扰强,占据70%市场份额。
- 编码器行业空间稳步增长,预计2028年国内市场空间为7.4亿美元。
- 编码器壁垒主要在于码盘精度、装配工艺、误差补偿技术,海外厂商多摩川、海德堡占据主流份额。
六、投资建议:重点关注奥比中光、柯力传感
- 奥比中光是国内3D视觉传感器领域头部公司,掌握3D感知全栈技术能力,与人形机器人厂商进展顺利。
- 柯力传感是应变式传感器头部厂商,收入长期稳定增长,在机器人领域布局广泛,具有多类力矩传感器。
七、风险提示
- 人形机器人商业化落地不及预期。
- 机器人传感器技术路线发生变化。