1.机器人传感器行业现状

(1)人形机器人使用的传感器种类和用量

在人形机器人中，使用的传感器种类和用量与四足机器人相似，但会略有差异。头部通常装备视觉类传感器，包括二维和三维视觉传感器。另外还配备麦克风进行语音交互识别，并配备非接触式测温传感器。机器人身体周围可能会有一些接近感知的创新，用于识别和规避障碍物，这时会使用接近传感器。当视觉接近传感器失效时，可以通过机器人身体表面安装碰撞传感器来感知碰撞，并判断障碍物的方位和力度。机器人内部还会配备温度、压强等传感器，以及一个陀螺仪用于检测姿态。

(2)传感器在机器人成本中的占比

传感器在机器人成本中占比较大，不同方案之间可能会有较大差别。以小米推出的机器人为例，传感器成本大约占到总成本的20万左右。作为一个人形机器人，在国内环境下达到理想的技术状态，大约需要70万的成本，其中传感器的成本占比较大。

(3)各种传感器的成本

力控传感器和关节利空扭矩传感器的成本较高，力控传感器成本大约在8-10万，关节利空扭矩传感器成本大约在4-5万。视觉传感器的成本大约在1万左右，其他传感器如温度传感器、湿度传感器、红外传感器的价格也较高。

2.传感器行业展望

(1)传感器降本潜力和挑战

传感器的降本潜力较大，特别是六维力和关节利空扭矩传感器，但在技术上仍面临一些挑战。随着规模化量产和国产化的实现，传感器的降本空间还有进一步扩大的可能。

(2)六维力传感器降本需克服的挑战

六维力传感器的价格较高，如API或福泰克的传感器需要在4-5万左右。实际上，六维力传感器的物料成本只有几千元左右，成本主要集中在应变片。如果使用进口的应变片，单片的物料成本就要在100多元，一个机器人会使用30多片。加上其他弹性体的加工成本和人工测试等，硬性成本大约在五六千元。国内有些公司希望通过使用国产应变片来实现规模化量产，如果国产方案能够成功，价格可能降低到1000元以下。但是这个挑战还比较大。

(3)国内传感器存在的差距和问题

目前国内的传感器在绝对精度、寿命和价格上与国外的传感器存在差距。国内的六维力和力控扭矩传感器精度大约在2%-2.5%，而进口的传感器如API可以达到1%以下的精度，差距约为两倍。另外，国内传感器寿命没有明确标注。国内传感器在精度和寿命上的差距较大，且价格也相应偏高。目前国内机器人项目还处于打样机阶段，对传感器的寿命尚未进行真正的评估。

(4)传感器精度和寿命要求

人形机器人的传感器精度要求并没有特别严格的规定，可以通过添加其他传感器输出的历史数据的波动范围来处理精度不够的问题。

Q&A

Q：目前国内的传感器与国外传感器相比，在精度和寿命方面存在差距主要体现在哪里？

A：目前国内的传感器精度大概在2%~2.5%，而进口的传感器则可达到1%以下的精度。国产传感器的寿命问题比较复杂，国内的几家传感器公司在规格书上从来不写传感器的寿命，虽然很多国内机器人项目中使用的是国产传感器，但对于核心器件的寿命评估还没有进行真正的衡量。国外传感器可以明确规定寿命，比如德国的某家公司规格书上写明了传感器的寿命为3,000万次，相对于国内的几倍之差。所以说，国内传感器与国外传感器相比，最大的差别就是在精度和寿命上，差别还体现在成本上。

Q：现在机器人传感器行业存在哪些问题？如何提高传感器的精度和寿命？

A：在机器人传感器行业中，存在着精度和寿命的问题。为了提高精度，可以通过滤波、平滑、降噪等算法和软件上的处理来提高传感器的精度，但这会牺牲控制速度。降低运行速度可以提高运行精度，但会牺牲控制带宽。此外，对于寿命问题，与会者指出了力控传感器的重要性，德国的力控传感器具有全球最好的寿命，可以承受3000万次冲击。在实际应用中，当机器人运行时，每走一步都会产生一次冲击，这个冲击会占据设计量程的一定比例，如果冲击占到了2/3，关节传感器的寿命就是3000万次。然而，通过控制电极，可以降低输出扭矩，从而显著降低传感器的反冲率，大幅提高关节传感器的寿命。国外传感器的寿命可以提升到几千万次甚至上亿次，国内传感器虽然寿命可能只有几百万次，但通过优化设计和控制方法，也可以提高寿命。另外，在传感器的方法上，可以增加传感器的重量和强度，降低精度来提高寿命。因此，在选择使用国内还是国外传感器时，需要从整个系统、产品定义以及供应链的角度来综合考虑，并不是简单地以性能好坏来判定，有很多改进的方法可以提升传感器性能。

Q：国内机器人传感器行业的短板在哪里？主要是由哪些因素导致的？

A：国内机器人传感器行业的短板主要在核心元件，尤其是页面片。国内生产的页面片是箔式应变片，相比进口页面片，灵敏度较低。为了实现相同的精度和分辨率，需要技术更加薄的结构，但这会降低寿命。此外，在页面片的工艺上，国内无法做到较高电阻值的页面片，也会带来问题。国内的页面片功耗相对较高。另外，国内和国外在工艺和材料方面也存在差异，国内生产仍然以人工生产为主，尚未实现大规模自动化。

Q：目前机器人传感器行业在结构设计和工艺方面与国外存在差距，这会对传感器的寿命产生什么影响？在哪些方面存在差距？国内在性能和精度方面与国外有何差距？

A：国内机器人传感器行业在结构设计和工艺方面与国外存在差距，这会导致传感器的寿命较短。在专题印证片的制作过程中，国内的胶刷工艺并不平整，会出现气泡和瑕疵，这在反复冲击下会导致传感器应变片刺破，降低其长期寿命。另外，在性能和精度方面，国内传感器相对较弱，并存在两倍左右的差距。此外，国内的列维利和利控公司只能制造中等量程的传感器，而在特别小和特别大的范围内制造的能力不足。因此，国内机器人行业在设备选择上倾向于选用国外的传感器，因其具有系列化的特点，能满足不同需求且兼容性较好。

Q：目前国内做力控传感器比较好的公司有哪些？

A：南宁宇力是国内做力控传感器最好的公司，他们经验丰富，出货量也最多。其他一些相对较弱一点的公司有坤维、海伯森、蓝点触控和瑞尔特。这些公司的出货量加在一起大概能跟南宁宇力差不多。

Q：对于颗粒传感器这个领域，您了解吗？

A：我了解颗粒传感器主要做传统的一维力和一维扭矩传感器。他们主要在承重和体重测量、汽车行业等领域应用。不过他们起步比较晚，去年才开始做，并且他们的产品质量还不太好。其中关于利空扭距劣为力的产品，他们的内控精度大概在5%，还没达到2%甚至1%的水平，误差相对较大。

Q：关于机器人传感器行业是否有可能将成本压低到一两千元的水平？

A：由于传感器的制作过程复杂，目前成品率并不高，国内最好的六维传感器的一次性成品率还不到60%，报废一个成本上千元。目前这个市场的主流方案难以将价格降到2000元左右。虽然使用国产材料可能会降低成本，但国内的应变片精度和质量还无法达到国外的水平。回答者认为，在目前的技术条件下，将成本降低到一两千元是困难的，需要使用国产裂变成功并开发半自动化生产工艺才有可能。目前批量报价已经进入小1000元左右，但仍面临挑战。

Q：有投资者继续问道，如果批量生产规模较大，机器人传感器的价格能否达到两三千元的水平？

A：目前批量报价已经进入小1000元左右。但是要实现更低的价格，需要使用国产材料，并且开发半自动化生产工艺。国内的应变片在精度方面还没有达到国外的水平，仍然需要继续改进。回答者强调，目前还不具备将价格降低到两三千元水平的条件。

Q：关于特斯拉最新的视频中，他们的传感器系统的价值究竟有多大？

A：特斯拉的视觉传感器成本很低，采用的是二维视觉传感器，成本大概在百元至两百元之间。特斯拉在视觉识别和动平衡方面的应用表现超出了预期。回答者认为，特斯拉在传感器技术方面确实有着优势，特别是在视觉领域，国内其他公司与特斯拉相比相差较大。

Q：有投资者继续问道，新视频中特斯拉的传感器应用有哪些方面表现超出了预期？

A：特斯拉的视觉识别技术在预期范围内，但成功率可能并不太高。特斯拉在算法场景上与视觉联动较为出色，这是其优势所在。然而，目前无法判断特斯拉传感器的成功率有多高，可能在视频展示中选择了较好的部分。

Q：未来机器人整机厂商是自己做传感器还是采购第三方？

A：目前大家更倾向于采购第三方的传感器，比较多选择英特尔的产品。大家一般选用集成好且性能良好的产品，不自己去研发。因为英特尔的产品专门为机器人和消费品研发，价格也可以接受，而且具有抗红外干扰和抗阳光干扰的特性。除非有特别定制化的场景需要，目前还没有听说有企业自己定制传感器的情况。

Q：国内做三维相机的厂商与英特尔的差距主要在哪里？从性能和价格上看有何差距？

A：奥比中光是国内主要的三维相机厂商，一般会将英特尔作为主要供应商，奥迪灯光作为备选供应商。主要是出于国际贸易摩擦的考虑，大家担心出现问题时英特尔的产品会受到影响。其实从性能上看，奥比中光和英特尔的产品几乎是一样的，性能参数在大量程范围内基本一致。但是具体应用中，算法工程师感觉仍有差异，英特尔的系统更稳定，抗干扰能力更强。另外，英特尔的产品系列更齐全，包括大量程和小量程两种，而目前国内偏向于大量程低精度的视觉传感器，还没有出现小量程高精度的产品。

Q：国内厂商在解决抗干扰方面的可能性大吗？从哪些方面解决这个问题？

A：国内厂商在解决抗干扰方面主要是通过视觉模组加入一些算法来解决，不能完全依靠物理手段。我觉得他们有机会解决这个问题，给予一定时间，一年或两年时间，应该会有所进展。但是如果完全解决之后，可能会面临价格上升和与英特尔相差不大的问题，因为这两者都属于芯片级产品，全球生产成本相差不大。如果英特尔的产品出货量大，价格可能会更具优势。

Q：行星减速器需要力传感器吗？

A：根据目前的信息，没有听说行星减速器需要力传感器。

Q：机器人传感器行业中，斜坡减速机和行星减速机有哪些区别和优劣势？它们的精度如何？

A：斜坡减速机体积小，噪声小，但功率密度高，可以用小体积实现大扭距输出。在人行四足机器人中主流使用斜坡减速机。行星减速机几乎全部属于刚性传动，通过电流环估计的精度比斜坡减速机高，大约在10%左右的精度。但在需要柔顺交互的上肢关节中，要求利空精度较高，通常需要达到5%至2%的量级，此时还是要使用斜坡减速机加利空扭矩传感器或者平行减速机加利空有利存款机来满足要求。

Q：二维视觉和三维视觉在机器人领域中有哪些差异和应用情况？

A：二维视觉通过拍照片来重建三维物体，并且具有低硬件成本、高算法难度的特点。三维视觉更简单，可以直接生成三维影像，因此算法难度低，但硬件成本高。在国内，主要使用三维视觉技术，因为二维视觉难度较大，几乎没有公司采用。

Q：在国内的公司中，未来更倾向于采用二维视觉还是三维视觉？

A：当前国内公司更倾向于使用三维视觉技术，因为二维视觉的误差较大，几乎没有公司采用。在降低成本和提高量产方面，大家更愿意从三维技术中进行研究和创新。

Q：关于电子皮肤技术，目前还存在哪些商业化和技术上的问题？

A：电子皮肤主要解决触觉和温度分布两个问题，但是目前大部分研究主要集中在触觉传感器方面，温度分布问题并没有得到很好的解决。同时，温度分布的研究也较少，大部分将触觉传感器作为电子皮肤的等效。

Q：在机器人传感器行业中，目前国内做触觉传感器的公司有几家？这个行业的发展情况如何？

A：目前国内做触觉传感器的公司很少，只有几家，而且它们的规模都比较小，年营收只有几百万。触觉传感器的精度目前不高，误差大约在百分之30到50之间。而且触觉传感器的寿命只有百万次左右，对于机器人等频繁使用的设备来说，寿命很快就会用完。此外，国内在传感器技术方面的产业基础较薄弱，生产工艺、设备材料等方面也存在挑战。因此，触觉传感器行业还有很大的发展空间，需要提高精度、延长寿命，并加强产业基础建设。