我们所知道的普通传感器是一种检测装置，主要用于感受被检测物体的信息，并将感受到的信息，转化为电信号或其他所需形式的信号输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
而人型机器人所用的传感器，一般为智能传感器，也即是在普通传感器上叠加了AI技术的传感器。
智能传感器今年的市场规模预计500亿美元左右，根据Allied Market Research预测，2020-2026年，全球智能传感器市场规模年均增速有望超过14%，到2026年，全球智能传感器市场规模接近800亿美元。
但人型机器人毕竟是最近才兴起的产业，因此整体市场规模不大，根据YOLE数据显示，2015-2021年无人机及机器人传感器市场规模从3.51亿美元增长至7.09亿美元，整体规模仍然较小。
人型机器人传感器的分类
传感器可以模拟人类的感知能力，让人型机器人更像人。人型机器人用传感器主要包括内部传感器和外部传感器。以人类的感官来类比机器人传感器系统，一台能完全模拟人类的机器人身上会用到大量传感器，以提供视觉、听觉、触觉、位置等信息。
从分类来看，机器人传感器可以分为内部传感器和外部传感器，其中内部传感器包括位置、速度、力、加速度等物理的传感器，主要用于测量机器人自身状态，以实现独立行走、动态平衡、一般肢体动作等；外部传感器模仿人类感官，包括视觉、触觉、听觉、嗅觉、味觉、接近觉等传感器。
图：机器人传感器分类
（1）位置传感器
位置传感器主要用于获取周围环境的轮廓图，常用的距离传感器有激光测距仪、声纳传感器、激光雷达传感器等。
（2）速度传感器
速度传感器有测量平移和旋转运动速度两种，但大多数情况下，只限于测量旋转速度。
（3）力传感器
力传感器是用来检测机器人自身力与外部环境力之间相互作用力的床拿起。力觉传感器经常装于机器人关节处，通过检测弹性体变形来简介测量所受力。
（4）加速度传感器
加速度传感器是一种能够测量加速度的床拿起。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。
（5）视觉传感器
机器视觉是使机器人具有感知功能的系统，其通过视觉传感器获取图像进行分析，让机器人能够代替人眼辨识物体，测量和判断，实现定位等功能。实际应用中常使用多个视觉传感器或者与其他传感器配合使用，通过一定的算法可以得到物体的形状、距离、速度等诸多信息。
（6）触觉传感器
触觉传感器主要用于机器人中模仿触觉功能的传感器，触觉是人与外界环境直接接触时的重要感觉功能，研制满足要求的触觉传感器是机器人发展中的技术关键之一。
（7）听觉传感器
听觉传感器的作用相当于一个话筒（麦克风），它用来接收声波，显示声音的振动图像，但不能对噪声的强度进行测量，听觉传感器主要用于感受和解释在气体、液体或固体中的声波。
（8）嗅觉传感器
嗅觉传感器通过模拟人的嗅觉识别气体，一般仅应用于特殊场景。
（9）接近觉传感器
接近觉传感器介于触觉传感器和视觉传感器之间，可以测量距离和方位，而且可以融合视觉和触觉传感器的信息。接近觉传感器可以辅助视觉系统的功能，来判断对象物体的方位‘外形，同时识别其表面形状。
图：传感器原理和功能
机器人传感器价格昂贵，价值量占机器人总成本第二；其中视觉、力控、听觉属于通用型机器人必备传感器，嗅觉‘味觉等为非必需传感器，只有特定工作场景需要配备。
哪些传感器是值得关注的
（1）视觉传感器
机器人自主导航与汽车自动驾驶共同的三大关键技术为环境感知、规划决策与执行控制，自动驾驶和机器人主要通过传感器来获取周围环境信息，机器人的视觉传感器与智能汽车自动驾驶技术系出同源，两种技术基本可以复用。
常见的视觉和环境感知传感器为摄像头、雷达（毫米波、激光、超声波等）、红外传感器、GPS、IMU等。
图：常见的视觉传感器
目前商业落地最快的是纯视觉方案，也就是只使用摄像头，是特斯拉将车端感知方案移植到Optimus上，主要因为运用雷达传感器的成本相对来说较为昂贵，因此会拖慢商业化落地的速度。
纯视觉方案的壁垒较高，需要运用到核心算法来解决纯视觉方案的弊端，因此除特斯拉外，其他厂商目前还会搭载其他传感器来完善自身的视觉方案，譬如波士顿动力采用RGB摄像头+TOF深度传感+激光雷达方案、优必选采用激光雷达+RGBD摄像头+四目立体视觉方案。
视觉传感器上，海外企业多是布局全面的综合供应商，而我国的传感器起步相对较晚，在高端传感器方面的发展落后于欧美日韩等发达国家。
图：全球视觉传感器行业部分参与企业
（2）力传感器
机器人中的力传感器主要有关节部位的单轴力矩传感器和机器人执行器末端的6轴力传感器，测量机器人内部手里情况，以及末端执行器与外界环境交互的手里情况。
力传感器是目前力控方法中性能能最佳，但成本最高的方案，典型应用案例为KUKA LBR iiwa机械手。特斯拉Optimus在旋转关节执行器处配置了力矩传感器，其在股东日上展示了机械手控制力道不打碎鸡蛋的视频，显示出优秀的电机转矩控制能力。
在力传感领域，国内企业与海外龙头差距较大，海外相关企业多为电子元器件综合供应商，而国内企业尚未出现类似于视觉领域的绝对龙头。
图：全球力传感器行业部分参与企业
（3）听觉传感器
听觉传感器在机器人领域中尤为重要。机器人需要通过听觉传感器来实现“人-机”对话。一台机器人不仅要能够听懂人讲的话，还需要能够讲出人能听懂的语言。这些智慧和技术统称为语音处理技术，包括语言识别技术和语音合成技术。具有语音识别功能的传感器称为听觉传感器。
在听觉传感器上，国内在部分软件技术和核心零部件上，已经出现了具备比较优势的企业，譬如科大讯飞、歌尔股份等。
总结
人型机器人才刚刚起步，传感器价值量占人型机器人总成本第二，其中的核心零部件值得关注，特别是视觉传感器、力传感器和听觉传感器。
来源：红林财富
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