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1、2 0 2 3 年深度行业分析研究报告5相关标的:海外龙头优势明显,国内企业迎头追赶多维力传感器或是机器人精准力控的最优解1惯性传感器助力机器人实现姿态控制、导航定位245力、触觉、惯性传感器是人形机器人感知层的关键部件柔性触觉传感器有望进一步升级机器人感知能力3目录6CONTENTS目录CCONTENTS专业领先深度专业领先深度诚信诚信中泰证券研究所中泰证券研究所1力、触觉、惯性传感器是人形机器人感知层的关键部件71.1 1.1 传感器是人形机器人感知层的关键传感器是人形机器人感知层的关键 人形机器人的具身智能更重视感知层和交互层。人形机器人的具身智能更重视感知层和交互层。人形机器人强调具身
2、智能,即能够感知并理解周边环境,通过自主学习完成任务的智能体。传感器及软件是具身智能的关键,感知层和认知层是机器人向具身智能机器人迈进的门槛,机器视觉和多态语言大模型的快速迭代有望大幅提升机器人的感知能力和认知能力。传感器是“感知”的核心,其质量和技术水平将直接影响到机器人的性能和稳定性。机器人传感器可以根据检测对象的不同,分为内部传感器和外部传感器。部传感器用来感知机器人自身的状态,如速度、位置等;外部传感器用来感知机器人周边环境情况,如视觉、听觉、触觉、嗅觉、压力、温度、湿度、距离等。特斯拉人形机器人上传感器的成本占比接近特斯拉人形机器人上传感器的成本占比接近30%30%。在一个机器人中,
3、传感器的用量是巨大的,除摄像头(图像传感器)、雷达(激光、毫米波、超声波)、六维力矩传感器、编码器、触觉传感器外,还有位置、速度、加速度、平衡、力觉、触觉、视觉、听觉、接近觉、距离、嗅觉等等10多种传感器应用于人形机器人中。由传感器专家网数据,特斯拉optimus机器人上各类传感器成本占比接近30%。力、触觉、惯性传感器是人形机器人感知层的关键部件力、触觉、惯性传感器是人形机器人感知层的关键部件图表图表1 1:与人相对应的传感器系统与人相对应的传感器系统图表图表2 2:机器人的常用传感器机器人的常用传感器来源:传感器专家网,中泰证券研究所来源:传感器专家网,中泰证券研究所81.2 1.2 力、
4、柔性触觉、惯性传感器壁垒高,价值量大,国内厂商蓄势待发力、柔性触觉、惯性传感器壁垒高,价值量大,国内厂商蓄势待发 力矩传感器是机械臂感知力度的重要部件力矩传感器是机械臂感知力度的重要部件,应用前景广阔。,应用前景广阔。按照测量维度,力矩传感器可分为一至六维力矩传感器,人形机器人中,灵巧手或将使用微型压力传感器或微型六维力传感器,对柔顺控制要求高的手腕和脚踝或将使用六维力矩传感器,而身体的其他关节将使用关节扭矩传感器。根据高工机器人的数据,以模拟关节及肢体末端触感的力传感器为例,其在人形机器人成本中占比约为15%。六维力传感器研发和制造工六维力传感器研发和制造工艺难度高,国内已具备量产能力,降本
5、空间有望打开。艺难度高,国内已具备量产能力,降本空间有望打开。柔性触觉传感器有望进一步提升机器人感知能力。柔性触觉传感器有望进一步提升机器人感知能力。触觉传感器可以为机器人感知提供压力、温度、等信息,进一步提升机器人的感知能力;而电子皮肤则是由点状的触觉传感器组合构成,多被排列成矩阵。由于电子皮肤具备高柔韧性、拓展性、高弹性高柔韧性、拓展性、高弹性等特点,因此又称柔性触觉传感器。目前国内公司已具备柔性传感器的目前国内公司已具备柔性传感器的生产能力,但由于加工工艺难、成本高等问题,尚无法批量化应用在机器人方案中。生产能力,但由于加工工艺难、成本高等问题,尚无法批量化应用在机器人方案中。惯性传感器
6、有望成为机器人标配。惯性传感器有望成为机器人标配。惯性传感器又称惯性测量单元(IMU:Inertial Measurement Unit)在机器人上可以与摄像头、力传感器等多传感器数据融合,以达到维持身体平衡,预测速度和轨迹并进行定位导航等功能,在四足机器人、人形机器人上均有望标配。惯性传感器技术壁垒高,目前单个高精度惯性传感器技术壁垒高,目前单个高精度IMU售价约售价约为几千元至万元,价值量较高,国内已有公司掌握核心技术并实现稳定量产为几千元至万元,价值量较高,国内已有公司掌握核心技术并实现稳定量产。图表图表3 3:国内外主要机器人传感器使用的传感器类型国内外主要机器人传感器使用的传感器类型