人形機械人深度報告 感知更精準,互動更高效

Mondo 科技 更新 2024-02-26

(精選報告**:幻影影視行業)。

感知模組是人形機械人具身智慧型的基礎

感知是互動的基礎:人形機械人包括感知模組、互動模組、操作控制模組,感知模組為基礎,為互動和操作控制模組提供資訊,並提供實時反饋,使機械人感知外部環境和物體,調整操作控制計畫。

感知是軟體和硬體的結合,分布在全身,不同的感測器與資料融合類似於人類的各種感覺神經,提供視覺、位置、觸覺、力等資訊,分布在人形機械人的各個關節中,包括軟體和硬體演算法,每個資料都可以融合,提供操作控制規劃的準確性。

人形機械人感測器至關重要,遍布全身

位置感測器:使用量為1個imu,用於測量機械人的運動和姿態資訊,乙個**400-2000元,或者以後取消。

視覺感測器:國產深度攝像頭+雷射雷達,特斯拉是純視覺解決方案,1個魚眼攝像頭+2個普通攝像頭。

關節力控制感測器:特斯拉的每個直線接頭都有 1 個放置在電機外部的一維壓力感測器; 每個旋轉關節在減速機外放置1個一維扭矩感測器,普通400元,高階4000元。 國內方案各不相同。

手腕和腳踝感測器:每個手腕和腳踝都配備了乙個六維扭矩感測器(可選),*2-40,000 個,但有很大的降價空間。

觸覺感測器:在手上增加觸覺感測器,可以提高靈巧手的效能,以及多種技術路線布局; 特斯拉直接使用 10 個觸覺感測器。

六維力矩“, 觸覺感測, 聯合感測, 雙目相機, IMU

考慮到價值和未來行業趨勢,我們認為該感測器可對六維力矩、觸覺感測、關節感測、雙目攝像頭和 IMU 進行分類

不同的製造商有不同的感測器設計,特斯拉在視覺上很輕,在操作控制上很重。

從視覺感知的角度來看,特斯拉的純視覺成本低:特斯拉基於自動駕駛積累的強大純視覺演算法,簡化了人形機械人上三個攝像頭的使用,成本極低,而致遠、宇樹宇樹等國內廠商普遍採用雷射雷達+深度攝像頭。

從運營控制系統來看,特斯拉追求精準,與國產解決方案不同為了追求精度,特斯拉使用一維扭矩感測器進行旋轉線性度,而國內一些廠商則採用電流環路方式,不使用力感測器。

觸覺方案未定義:特斯拉 Gen-2 僅宣布在手指上使用 10 個新的觸覺感測器,但沒有透露更多細節; 宇樹明確表示,手指將開發和使用基於視覺解決方案的觸覺感測器。

扭矩感測器和觸覺感測器未來市場潛力巨大

市場空間方面,如果2030年全球人形機械人量產116萬台,考慮到特斯拉65%的市場份額,考慮到降價,預計六維扭矩感測器市場空間為230億,一維扭矩市場空間為140億,觸覺感測器為100億。

六維扭矩感測器,勢壘高,空間大,國產替代加速:

主流技術是電阻應變片,其綜合性能最好,精度高,技術成熟,測量範圍廣,其中矽應變片是未來的工業方向,其優勢在於靈敏度高(高50-100倍)、機械滯後小、體積小、功耗少(溫度穩定性有待提高)。 目前,柳威空間狹小,22年國內銷量不足5k臺,生產壁壘高,包括結構解耦設計、依靠熟練技術人員的修補、自主研發的六維接頭載入裝置進行標定和測試。

在圖案方面,海外老牌廠家很多,大多歷史悠久,產品精度高,但價格昂貴,一般為4-5w; 國內企業規模較小,龍翼是玉力科技,估計占有50%的份額,其餘廠家坤威科技、鑫景成、海普森、藍點觸控等均已推出產品,而東華檢測、重慶魯班機械人研究院、浩志機電、愛力智慧型等,也已初步具備六維扭矩感測器的生產能力, 並且一些產品已經開始送樣品進行檢測。

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