芝能科技生产的传感器作为机器人感知外界环境的核心工具,正日益成为机器人产业发展的重要推动力。视觉、力觉、触觉传感器被认为是当前最有前景的领域,为机器人提供了类似人类的感知能力。
随着机器人技术的不断更新,传感器的作用愈发重要,其功能、精度和适用性也在不断提升。作为机器人不可或缺的一部分,传感器值得我们密切关注。
机器人感知能力的实现依赖于多种传感器的协同工作,主要包括以下几种核心类型:
视觉传感器:被誉为机器人的“眼睛”,通过摄像头、激光雷达或深度相机实现三维环境感知。机器人视觉感知主要分为2D和3D视觉。2D视觉通过分析图像像素灰度特征获取信息,但容易受到光照影响且不能实现三维测量。相比之下,3D视觉具有高精度、大数据量和高集成度等优势,已成为机器人视觉的主要发展方向。在复杂环境导航和精密物体操作等场景中,3D视觉传感器能够精准识别物体的形状、位置和距离,为机器人行动决策提供关键依据。
力觉传感器:作为机器人灵活操作的核心组件,力觉传感器能够精确感知施力方向与大小,特别是六维力矩传感器,在手腕、脚踝等关节的应用尤为重要。在执行曲面打磨和精密装配等任务时,力觉传感器可以实时感知作用力,使机器人能够根据接触力大小与方向精准调整动作,确保操作的准确性和稳定性。人形机器人不同关节对力觉传感器的需求各不相同。手腕、脚踝等末端执行机构由于力臂变化复杂且对力控制精度要求极高,通常需要采用六维力矩传感器;其他关节受力情况较为简单,单维或关节扭矩传感器即可满足需求。
触觉传感器:被称为机器人的“皮肤”,以电子皮肤的形式赋予机器人感知压力、剪切力和接触力的能力。电子皮肤是触觉传感器的前沿技术,能够感知多种类型的力,大大提升了机器人手部操作的精细度。在医疗护理机器人和电子制造等领域,精确的触觉反馈使机器人能够轻柔且精准地操作易碎或微小物体,避免损坏并确保任务完成的质量。例如,特斯拉Optimus Gen2手部关节升级并搭载触觉传感器实现了抓鸡蛋的动作。电子皮肤的核心壁垒在于材料与算法。在材料方面,衬底、活性层和电极材料需要具备高弹性、优良的电学和力学性能以及耐久性。
随着机器人技术的不断迭代升级,传感器的发展正朝着几个关键方向前进。传感器的精度和敏感性在不断提高,视觉传感器的分辨率正向微米级甚至更精细的方向发展,而触觉传感器也开始能够检测到更为细微的力学变化。
集成化和多功能性的趋势明显,未来的传感器将更加深入地整合到机器人的架构中,与控制芯片和智能算法紧密结合,这不仅提高了系统的整体效率,也加快了响应速度。
人工智能的进步赋予了传感器更高的智能水平,使其不仅能够进行基本的感知,还能够理解周围环境,例如实现自适应抓取物体或是在复杂环境中追踪目标。
制造工艺的改进和供应链的优化使得高性能传感器的成本逐渐降低,为大规模量产铺平了道路,从而极大地扩展了其应用领域。这些进步共同推动了机器人技术向更加智能化、高效化的未来迈进。
工业机器人升级迭代加速,对传感器的精度、稳定性和智能化程度提出了更高要求。传统工业机器人向智能协作机器人的转变过程中,视觉、力觉等传感器成为实现人机协作安全与高效生产的关键,市场规模有望随着工业自动化升级进程稳步扩大。
新兴应用领域如智能仓储物流中,AGV(自动导引车)和AMR(自主移动机器人)依赖激光雷达、视觉传感器等实现自主导航与货物识别搬运;医疗领域中的手术机器人和康复机器人对传感器的精度与生物相容性要求严格,这些新兴领域的崛起为传感器产业开辟了全新的增长赛道。
机器人传感器领域作为机器人产业的核心支撑,正处于技术变革与市场增长的关键时期。视觉、力觉、触觉、编码器等传感器在机器人感知与操作中发挥着关键作用,多传感器融合、高精度、小型化等趋势显著,我们持续关注这一领域的发展。