人形機器人傳感器是人形機器人感知系統的重要組成部分,主要用于獲取環境信息和人形機器人自身的狀態信息,是實現人形機器人感知和決策的基礎。
人形機器人傳感器根據檢測對象不同分為內部傳感器和外部傳感器。內部傳感器主要用于感知人形機器人的自身狀態的傳感器,如位置、速度、加速度等。外部傳感器主要用以感受人形機器人周圍環境、目標物的狀態信息的傳感器,如視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、溫度、力覺等。
本文重點對人形機器人外部傳感器企業進行盤點,重點包括視覺傳感器、觸覺傳感器(電子皮膚)、力矩傳感器、聽覺傳感器等。
一、視覺傳感器
視覺傳感器在人形機器人中擁有廣泛的應用,極大地提升了人形機器人的全自主感知和操作能力。人形機器人可通過收集、解析和利用數據,人形機器人可以做出決策并與環境進行交互,包括尋找物體、抓取物體、識別人類姿態、路徑規劃等。另外,人形機器人通過先進的感知層、內存模型與視覺傳感器結合,能夠更精準地識別面孔、手勢、情緒,從而與人類進行自然流暢的交互,這種交互能力的提升使得人形機器人在客戶服務、娛樂、教育等領域具有廣泛的應用前景。此外,視覺傳感器還可以應用于人形機器人的康復訓練功能,通過精確感知和分析患者的運動狀態,機器人能夠提供更個性化的康復指導,幫助患者更有效地恢復運動功能。未來在軍事、家庭服務等領域也將擁有廣泛的應用前景。
目前,視覺傳感器領域國內企業嶄露頭角,在消費場景已有應用。海外以安森美、基恩士、康耐視為主,國內有奧比中光、偉景智能、遠形時空等企業。另外,度量科技在光學三維動作捕捉系統方面具備領先優勢。
(1)遠形時空
人形機器人的視覺感知主要包含傳統圖像傳感器、三維感知傳感器和視覺融合三部分。遠形時空科技專注于三維感知傳感器和視覺融合產品的開發,賦能人形機器人。遠形時空專為人形機器人研發了感知相機OS5X系列產品。產品可以為人形機器人提供必不可少的視覺感知功能,為人形機器人的靈活行走提供基礎保障,同時彩色和深度視覺也為人形機器人手部靈活操作提供基本信息。
遠形時空感知相機OS5X系列產品
(2)度量科技
度量科技專注于自主研發、生產制造和銷售光學三維動作捕捉系統,核心產品—NOKOV度量光學三維動作捕捉系統,作為人形機器人關鍵零部件的傳感器,具有亞毫米級定位精度,可精準獲取機器人位置、姿態、6DoF等數據,并實時向外廣播,支持二次開發。
光學動作捕捉系統構成
動作捕捉是一項能夠實時地準確測量、記錄運動物體在實際三維空間中的各類運動軌跡和姿態,并在虛擬三維空間中重構這個物體每個時刻運動狀態的高新技術。NOKOV度量動捕提供多種產品鏡頭型號,以滿足不同領域的應用需求。在人形機器人研究中,基于動作捕捉的模仿學習已經成為機器人進化的關鍵,通過使用NOKOV度量光學動作捕捉系統,可獲取示教軌跡數據,進而生成控制機器人的策略程序,使其能夠在新環境中復現這些動作。其次,在人形雙足機器人的平衡控制方面,精確地控制下肢和全身各關節是一大難點。NOKOV度量光學動作捕捉系統通過精確采集人體運動時的位姿數據,為設計出類似人類的仿生機械結構提供了一種有效的解決方案。此外,要想讓人形機器人執行更為復雜和精細的任務,比如抓取軟質物體或小型物件,就必須對手部結構進行精細化設計。NOKOV度量光學動作捕捉系統的高精度定位為靈巧手的設計提供可靠的技術支持。
度量科技動作捕捉用于機器人實驗室
總之,視覺傳感器為人形機器人帶來了更高級別的感知和操作能力,使人形機器人能夠在各種復雜環境中自主、準確地完成任務,并與人類進行更自然、流暢的交互。隨著技術的不斷發展,未來人形機器人在各個領域的應用將會更加廣泛和深入。
二、觸覺傳感器