文章來源:海通證券《傳感器:人形機器人感知核心,六維力、MEMS傳感器具發(fā)展?jié)摿Α?/strong> 分析師:趙玥煒、毛冠錦
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摘要
感知是人形機器人控制和執(zhí)行的前提。傳感器是一種檢測裝臵,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。感知層的傳感器是軟件控制和硬件零部件的橋梁,是物理世界與數(shù)字世界的接口, 是實現(xiàn)具身智能的關鍵。在人形機器人中較為重要的幾種傳感器有力矩傳感器、觸覺傳感器、IMU、視覺傳感器等。 六維力傳感器:國產(chǎn)廠商有望借助人形機器人契機實現(xiàn)彎道超車,降本空間較大。
1)六維力/力矩傳感器:作為機器人與操作對象交互時測量力/力矩的傳感 器,為機器人的力控制和運動控制提供必要的力感知信息,對機器人完成復雜、 精細作業(yè)任務,實現(xiàn)柔順化、智能化操作起到關鍵作用。
2)市場空間:隨著人 形機器人的發(fā)展與普及,六維力傳感器在人形機器人中的應用有望打開。根據(jù)高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)數(shù)據(jù)顯示,2022年中國六維力傳感器市場規(guī)模為2.39 億元,同比增長52.04%,預計到2027年,中國六維力傳感器市場規(guī)模有望超過15億元,復合增長率超過45%。
3)技術壁壘:六維力傳感器的技術壁壘主要體現(xiàn)在復雜的結構設計、精密的制造工藝、高標準的標定校準流程以及先進的數(shù)據(jù)處理和解耦算法上,目前國內(nèi)廠商和海外廠商(ATI等)有較大差距,但有望借助人形機器人契機,實現(xiàn)彎道超車。
4)降本空間:海外六維力傳感器從幾千塊錢到幾萬元、十幾萬不等,成本主要來自于應變片、人工成本及前期的研發(fā),且多為定制化生產(chǎn)。此外前期投資和維護成本高,也是六維力傳感器自動化成本高的重要原因之一。未來隨著需求提升,以逐步向半自動化方向發(fā)展,六維力傳感器成本有望下降的空間較大。
MEMS慣性傳感器和壓力傳感器:有望在人形機器人中發(fā)揮重要作用,國內(nèi)廠商仍有發(fā)展?jié)摿?/strong>。
1) MEMS慣性傳感器主要包括陀螺儀、加速度計、IMU等。IMU在人形機器人中的應用至關重要,其提供了關于機器人身體各部位的位臵、 速度、加速度和方向的實時信息,不僅提高了機器人的性能和效率,還增強了其與人類和環(huán)境的互動能力。根據(jù)Yole,2021年全球MEMS慣性傳感器行業(yè) 市場規(guī)模為35.09億美元,預計2027年達到49.43億美元,復合增長率達到6.39%。競爭格局方面,全球MEMS慣性產(chǎn)品市場份額集中在Honeywell、ADI、Northrop Grumman/Litef 等行業(yè)巨頭手中,CR3合計占有50%以上的份額。
2)MEMS壓力傳感器在內(nèi)部壓力檢測、觸覺反饋等方面或扮演重要角色。若MEMS 壓力傳感器采用柔性材料,便能夠?qū)崿F(xiàn)更加靈活和適應性強的傳感解決方案;MEMS工藝也或是實現(xiàn)六維力傳感器另一方向,并有望通過自動化生產(chǎn)降低生產(chǎn)成本。MEMS壓力傳感器市場規(guī)模大,海外廠商占據(jù)主導。MEMS壓力傳感 器市場規(guī)模從2018年的17.63億美元增加至2021年的20.04億美元,預計將于2027年增長至26.24億美元。競爭格局方面,三大壓力MEMS廠商博世、 TE Connectivity 和英飛凌占據(jù)約全球50%的市場份額。
報告主要內(nèi)容
來源:人形機器人洞察研究
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