人形機器人作為具身智能的重要載體，核心在于通過感知層與認知層的協(xié)同，實現(xiàn)對環(huán)境的動態(tài)識別、自主學(xué)習(xí)及交互響應(yīng)。除人形機器人力覺/力矩傳感器之外，視覺、觸覺、定位傳感三類感知技術(shù)逐漸被產(chǎn)業(yè)關(guān)注，正在成為人形機器人實現(xiàn)類人化交互的核心支撐。

 

▍視覺感知：3D視覺份額上漲 激光雷達三巨頭占九成

 

視覺感知是人形機器人獲取環(huán)境信息的主要途徑，該技術(shù)的演進呈現(xiàn) “2D向3D 升級、視覺與激光雷達互補”的特征。從應(yīng)用場景來看，3D視覺在柔性裝配、精準抓取等高精度需求場景中具有明顯優(yōu)勢，激光雷達則在中遠距離導(dǎo)航與復(fù)雜環(huán)境避障中具有不可替代性。

 

 

相較于 2D 視覺，3D視覺方案通過結(jié)構(gòu)光、ToF（飛行時間）等技術(shù)可獲取物體三維坐標與空間距離數(shù)據(jù)，在機器人抓取、環(huán)境建模等場景中適用性更強。中商產(chǎn)業(yè)研究院《2025年中國機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈梳理及投資布局分析》數(shù)據(jù)顯示，2023 年，2D視覺市場規(guī)模約161.50億元，占比87.24%，3D視覺市場約23.62億元，占比12.76%。

 

從技術(shù)路徑來看，結(jié)構(gòu)光、雙目視覺、iToF、dToF 等 3D視覺視覺方案各有技術(shù)側(cè)重：結(jié)構(gòu)光方案成本適中且環(huán)境適應(yīng)性較強，適用于近距離精細識別場景；dToF 方案探測距離更遠，但硬件成本相對較高，更多應(yīng)用于高端場景。

 

 

在第三方解決方案市場，目前已形成 “頭部集中” 的競爭格局：奧比中光在國內(nèi)公共服務(wù)機器人3D視覺傳感器市場占據(jù)70%以上份額,合作的機器人企業(yè)超過 100 家，合作對象包括普渡、高仙等行業(yè)頭部機器人企業(yè)；RealSense則憑借長期技術(shù)積累，在工業(yè)機器人領(lǐng)域維持著穩(wěn)定的市場份額。

 

 

激光雷達通過發(fā)射激光束測量距離，在復(fù)雜光照、遮擋環(huán)境中仍能保持穩(wěn)定感知，可有效彌補視覺方案的不足。2024年1-10月，速騰聚創(chuàng)、華為、禾賽科技占據(jù)全球激光雷達市場 95% 份額。

 

值得注意的是，機器人用激光雷達與輔助駕駛產(chǎn)品技術(shù)關(guān)聯(lián)性較強，頭部企業(yè)可通過技術(shù)復(fù)用降低成本。這意味著在人形機器人領(lǐng)域，已占據(jù)車載激光雷達市場優(yōu)勢的國內(nèi)廠商，有望在機器人市場延續(xù)競爭優(yōu)勢。

 

▍觸覺傳感器：MEMS已實現(xiàn)高精度響應(yīng) 電子皮膚依舊成本過高

 

觸覺感知是人形機器人實現(xiàn)精細操作的核心，其技術(shù)發(fā)展圍繞 “高靈敏度、快速響應(yīng)、低成本量產(chǎn)” 三大目標展開，目前形成 MEMS傳感器與電子皮膚兩條主流路徑。

 

MEMS（微機電系統(tǒng)）傳感器通過集成壓力、溫度等感知單元，可實現(xiàn)對接觸力、溫度的實時檢測，且具備體積小、量產(chǎn)工藝成熟等優(yōu)勢。2022 年全球柔性觸覺傳感器市場規(guī)模 15.3 億美元，MEMS方案憑借成本優(yōu)勢占據(jù)主導(dǎo)地位。從應(yīng)用看，特斯拉 Optimus Gen2 實現(xiàn)雞蛋抓取等精細動作，其核心支撐即壓阻式 MEMS傳感器的高響應(yīng)速度（毫秒級）與精度。

 

 

電子皮膚作為柔性觸覺傳感器的典型代表，可模擬人類皮膚對壓力、紋理、溫度的感知，在服務(wù)機器人領(lǐng)域應(yīng)用潛力顯著。日本 XELA Robotics 的 uSkin 電子皮膚已推出多規(guī)格傳感器陣列，能通過柔性基底貼附于機器人手指，實現(xiàn)對物體軟硬、材質(zhì)的識別。

 

 

據(jù)預(yù)測，2030 年中國電子皮膚市場規(guī)模將達 90.5 億元，年復(fù)合增速 64.3%，但短期內(nèi)仍面臨兩大挑戰(zhàn)：一是柔性材料的耐用性不足，反復(fù)摩擦下易出現(xiàn)性能衰減；二是量產(chǎn)成本較高，單位面積傳感器價格約為 MEMS 方案的5-8倍。

 

 

未來 3-5 年，MEMS與電子皮膚將形成 “場景分工”：MEMS 傳感器聚焦工業(yè)場景的剛性抓取（如零部件裝配），電子皮膚則逐步滲透服務(wù)場景的柔性交互（如家庭護理）。

 

▍MEMS傳感器：國產(chǎn)廠商在技術(shù)與成本上實現(xiàn)趕超

 

慣性導(dǎo)航傳感器（IMU）通過測量加速度與角速度，為人形機器人提供姿態(tài)與位置信息，是其實現(xiàn)穩(wěn)定行走、精準移動的核心。當(dāng)前，硅基MEMS慣性傳感器因適配小型化、量產(chǎn)化需求，已成為人形機器人主流選擇。

 

 

2023 年全球MEMS傳感器市場規(guī)模 99 億美元，其中慣性傳感器占比 35%。Honeywell、ADI 等海外企業(yè)長期主導(dǎo)高端市場，但國內(nèi)廠商近幾年已實現(xiàn)技術(shù)突破，例如芯動聯(lián)科等企業(yè)的 MEMS陀螺儀在零偏穩(wěn)定性、噪聲水平等關(guān)鍵指標上已對標國際同類產(chǎn)品。

 

隨著無人機、機器人等下游需求放量，國產(chǎn)廠商憑借成本優(yōu)勢（同類產(chǎn)品價格約為海外品牌的70-80%），有望加速替代進程。

 

 

MEMS慣性傳感器的核心壁壘在于 “MEMS芯片設(shè)計 + ASIC 電路集成” 的協(xié)同優(yōu)化。國內(nèi)廠商通過深耕消費電子、汽車電子等規(guī)?；瘓鼍?，已積累成熟的量產(chǎn)工藝，近幾年，MEMS陀螺儀均價有了大幅降低，成本優(yōu)勢明顯。

 

▍結(jié)語與未來

 

人形機器人感知技術(shù)的進化，更多的圍繞感知精度與落地可行性兩條原則來展開。視覺領(lǐng)域的3D視覺與激光雷達技術(shù)、觸覺領(lǐng)域 MEMS與電子皮膚的研究突破、IMU國產(chǎn)廠商的性能提升，本質(zhì)上都是在模擬人類感知能力的前提下，實現(xiàn)對成本、穩(wěn)定性、適配性的把控。

 

值得一提的是，感知技術(shù)既要依賴特斯拉等頭部企業(yè)的機器人出貨量規(guī)模效應(yīng)來攤薄研發(fā)成本，也需要AI算法對多源傳感數(shù)據(jù)的融合能力持續(xù)升級。當(dāng)前，國內(nèi)廠商在激光雷達、MEMS慣性傳感器等領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢，已為感知技術(shù)的本土化落地構(gòu)建了基礎(chǔ)，但電子皮膚的耐用性突破、多傳感數(shù)據(jù)融合算法的效率提升，仍將是未來 3-5 年需要跨越的關(guān)鍵門檻。