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人形機器人傳感器:人形機器人感知層關鍵零部件,市場空間廣闊

2024-05-13科技

(精選報告來源:幻影視界)

人形機器人產業進展如火如荼,傳感器為其感知層不可或缺零部件。

人 形機器人是一種具身智能機器人,可與環境互動感知,能自主規劃、決 策、行動,具有執行能力的機器人。人形機器人由控制、感知和執行三 大部份組成,其中感知是控制和執行的前提,人形機器人需要透過傳感 器實作對外界光、力、聲、電等資訊的感知,為控制和執行提供即時反 饋。傳感器能夠將被測量的物理量轉換成適於傳輸或測量的電訊號,為 人形機器人感知層的核心。以特斯拉人形機器人為例,其使用到的主要 傳感器包括力覺傳感器、柔性傳感器和慣性傳感器等。

力覺傳感器: 力覺傳感器可以幫助人形機器人獲得實際工作時的大部份 受力資訊,進而實作精確的主動柔順控制。力覺傳感器包括力傳感器和 力矩傳感器,按測量維度可分為一維和多維力傳感器,六維力傳感器難 度較大。 2020 年全球力/ 力矩傳感器市場規模合計達到 88.9 億美元。六 維力傳感器價格昂貴,當前市場規模較小, 2023 年中國六維力傳感器的 出貨量及市場規模分別為 9450 台和 2.35 億元,但受益於人形機器人等 下遊行業興起, 2026 年後六維力傳感器市場有望呈現爆發式增長。2023 年中國六維力傳感器市場集中度較高,TOP10使用者占據接近70% 的份額, 內資品牌出貨量占比為 32.1%。

柔性傳感器:柔性傳感器覆蓋於機器人表面,可實作觸覺感知功能。機 器人觸覺傳感器透過檢測和辨識接觸環境來判斷所接觸物體的狀態與特 征,柔性傳感器有著可伸縮、可彎曲的優秀機械效能和良好的化石相容 性,可覆蓋在機器人機體表面,為觸覺傳感器的理想形式。2022 年全球 柔性傳感器市場規模達到 19.31 億美元,消費電子為最大的套用領域。 2023 年中國柔性傳感器市場規模達到 24.71 億元,近年中國柔性傳感器 國產化率逐步提高,2022 年中國柔性傳感器國產化率為 32.50%。

慣性傳感器:慣性傳感器是一種能夠測量運動的傳感器陣列,慣性測量 單元(IMU)元件通常包含陀螺儀和加速度計。在人形機器人領域,IMU 對於姿態平衡控制十分關鍵。MEMS 工藝制造的 IMU 具有體積小、重 量輕、環境適應力強、價格低、易於大批次生產等特點,有望在人形機 器人中得到廣泛套用。2021 年全球 MEMS 慣性傳感器行業市場規模為 35.09 億美元,2022 年中國 MEMS 慣性傳感器市場規模達到 77.4 億元。 中國 MEMS IMU 的市場中國際廠商占據壟斷地位,2022 年市場份額前 五名均為國際廠商,合計占比超過 90%,國產替代空間廣闊。

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