擎天柱人形機械人核心“IMU”梳理,國產替代勢在必行!

Mondo 科技 更新 2024-01-29

文末附上相關**

近日,馬斯克發布了人形機械人Optimus的最新**,展示了OptimusGen2的一些效能。 機械人行走速度提高 30%,重量更輕,雙手更靈活,手指觸覺更強。 其中,IMU(慣性導航感測器)是人形機械人姿態控制的核心。

IMU代表慣性測量單元,是一種用於測量物體的三軸姿態角和加速度的裝置。 它主要用於需要運動控制的裝置,例如汽車和機械人。 MEMS IMU是MEMS陀螺儀和MEMS加速度計的組合。

慣性感測器作為人形機械人保持平衡和運動控制的關鍵感測器,利用慣性感測器採集的角速度、加速度等慣性資訊,可以估算人形機械人的實時位置和運動軌跡。 同時,它可以與機械人攜帶的多個感測器融合,以補充資料型別和資料頻率。

Optimus-Gen2人形機械人展示了五個核心亮點:頸部的兩個新自由度,以及執行器和元件數量的相應增加步行速度提高30%,全身體重減輕10kg;腳部使用力感測器進行更人性化的設計改善平衡和全身控制;手指的靈活性得到改善,觸覺感測器全部使用。

Optimus-Gen2在靈活性和穩定性方面都超出了預期,軟硬體也進行了進一步的迭代。 在軟體方面,對控制演算法進行了大幅優化,提高了運動能力和平衡性,膝關節和手關節的靈活性得到了極大的提高。 在硬體方面,感測器數量大幅增加,腳上整合了新的扭矩感測器,手關節中整合了觸覺感測器,可以抓取雞蛋等易碎物品,硬體迭代進一步加速。 執行器和感測器由特斯拉設計,中國製造商一直在積極傳送樣品元件和零件,預計將在24Q4進行批量生產。

在機械人上,IMU可以與攝像頭、力感測器等多感測器資料融合,實現保持身體平衡、速度和軌跡、定位導航等功能。 在四足機械人和人形機械人中,IMU有望成為標準配置。 據相關資料顯示,IMU在技術上的難度遠高於減速器、滾珠絲槓、力矩電機等其他核心部件。 目前,IMU是國內唯一尚未被取代的人形機械人核心部件。

IMU在機械人姿態平衡、導航和定位方面發揮著重要作用。 受益於自動駕駛和機械人的共振,IMU在機械人領域具有廣闊的應用前景。 如果生產使用100萬台機械人,那麼相應的市場空間將達到10-20億,這將為IMU提供巨大的想象空間和估值靈活性。

中國在IMU的研發方面取得了一些進展。 一些企業已經積極參與IMU的研發和生產。 這些企業在IMU技術的研發和應用方面取得了一定的突破,但與國際先進水平相比仍有一定差距。 然而,隨著中國機械人和自動駕駛市場的快速發展,對IMU的需求將持續增加,這將進一步推動IMU技術在我國的研發和應用。 因此,高效能IMU晶元的國產化和可控化勢在必行。

IMU相關概念**:

1、蘇州高鎝:公司持股22家4%蘇州明威感測科技有限公司主要從事MEMS感測器的研發、設計和生產,並提供相關技術服務,是國內MEMS感測器技術的創新者和開拓者。

2、賽微電子:公司MEMS工藝開發業務是指根據客戶提供的晶元設計方案,以滿足產品效能、實現產品“可生產性”和平衡經濟效益為目標,利用工藝技術儲備和專案開發經驗,為客戶提供定製化的產品製造工藝。

3、敏信股份:公司自主研發的MEMS感測器產品廣泛應用於智慧型手機、平板電腦、膝上型電腦、智慧型家居、可穿戴裝置等消費類電子產品,同時也在汽車和醫療領域逐步擴大應用,目前使用的公司產品品牌包括華為、 傳音、小公尺、三星、OPPO、聯想、索尼、九安醫療、樂信醫療等

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