人形机器人传感器是人形机器人感知系统的重要组成部分,主要用于获取环境信息和人形机器人自身的状态信息,是实现人形机器人感知和决策的基础。
人形机器人传感器根据检测对象不同分为内部传感器和外部传感器。内部传感器主要用于感知人形机器人的自身状态的传感器,如位置、速度、加速度等。外部传感器主要用以感受人形机器人周围环境、目标物的状态信息的传感器,如视觉、触觉、听觉、嗅觉、温度、力觉等。
本文重点对人形机器人外部传感器企业进行盘点,重点包括视觉传感器、触觉传感器(电子皮肤)、力矩传感器、听觉传感器等。
一、视觉传感器
视觉传感器在人形机器人中拥有广泛的应用,极大地提升了人形机器人的全自主感知和操作能力。人形机器人可通过收集、解析和利用数据,人形机器人可以做出决策并与环境进行交互,包括寻找物体、抓取物体、识别人类姿态、路径规划等。另外,人形机器人通过先进的感知层、内存模型与视觉传感器结合,能够更精准地识别面孔、手势、情绪,从而与人类进行自然流畅的交互,这种交互能力的提升使得人形机器人在客户服务、娱乐、教育等领域具有广泛的应用前景。此外,视觉传感器还可以应用于人形机器人的康复训练功能,通过精确感知和分析患者的运动状态,机器人能够提供更个性化的康复指导,帮助患者更有效地恢复运动功能。未来在军事、家庭服务等领域也将拥有广泛的应用前景。
目前,视觉传感器领域国内企业崭露头角,在消费场景已有应用。海外以安森美、基恩士、康耐视为主,国内有奥比中光、伟景智能、远形时空等企业。另外,度量科技在光学三维动作捕捉系统方面具备领先优势。
(1)远形时空
人形机器人的视觉感知主要包含传统图像传感器、三维感知传感器和视觉融合三部分。远形时空科技专注于三维感知传感器和视觉融合产品的开发,赋能人形机器人。远形时空专为人形机器人研发了感知相机OS5X系列产品。产品可以为人形机器人提供必不可少的视觉感知功能,为人形机器人的灵活行走提供基础保障,同时彩色和深度视觉也为人形机器人手部灵活操作提供基本信息。
远形时空感知相机OS5X系列产品
(2)度量科技
度量科技专注于自主研发、生产制造和销售光学三维动作捕捉系统,核心产品—NOKOV度量光学三维动作捕捉系统,作为人形机器人关键零部件的传感器,具有亚毫米级定位精度,可精准获取机器人位置、姿态、6DoF等数据,并实时向外广播,支持二次开发。
光学动作捕捉系统构成
动作捕捉是一项能够实时地准确测量、记录运动物体在实际三维空间中的各类运动轨迹和姿态,并在虚拟三维空间中重构这个物体每个时刻运动状态的高新技术。NOKOV度量动捕提供多种产品镜头型号,以满足不同领域的应用需求。在人形机器人研究中,基于动作捕捉的模仿学习已经成为机器人进化的关键,通过使用NOKOV度量光学动作捕捉系统,可获取示教轨迹数据,进而生成控制机器人的策略程序,使其能够在新环境中复现这些动作。其次,在人形双足机器人的平衡控制方面,精确地控制下肢和全身各关节是一大难点。NOKOV度量光学动作捕捉系统通过精确采集人体运动时的位姿数据,为设计出类似人类的仿生机械结构提供了一种有效的解决方案。此外,要想让人形机器人执行更为复杂和精细的任务,比如抓取软质物体或小型物件,就必须对手部结构进行精细化设计。NOKOV度量光学动作捕捉系统的高精度定位为灵巧手的设计提供可靠的技术支持。
度量科技动作捕捉用于机器人实验室
总之,视觉传感器为人形机器人带来了更高级别的感知和操作能力,使人形机器人能够在各种复杂环境中自主、准确地完成任务,并与人类进行更自然、流畅的交互。随着技术的不断发展,未来人形机器人在各个领域的应用将会更加广泛和深入。
二、触觉传感器