*本文参考报告：《2024年中国机器人传感器行业研究报告》，首发于头豹科创网。
近年来，随着人工智能和自动化技术的快速发展，人形机器人逐渐走入大众视野。在日前开幕的第七届中国国际进口博览会上，天工1.0lite、宇树H1、优必选Walker，以及小鹏Iron等人形机器人亮相，凭借高度灵活的动作能力和人机交互体验，为观众呈现了丰富的应用场景。
人形机器人从外形到功能都在向人类靠拢，模仿人的动作、反应、情绪，甚至能够执行复杂人物。例如，小鹏Iron在工厂中“拧螺丝”赚电；H1则在蔚来汽车的生产线上承担起自动拣料和配送的工作；Walker人形机器人同样投入比亚迪工厂，完成搬运任务实训。
这些机器人能够承担如此精准的任务，源于它们内置的先进传感器系统。传感器，作为人形机器人的“感知系统”，让机器人不仅能完成各种复杂动作，还能在行进中保持平衡，不至于因环境变化而出现“失误”。
如果说大语言模型是机器人完成决策的“大脑”，那么传感器便是机器人实现自如动作的“四肢五感”。正是传感器技术的不断进步，使得机器人能够精准感知外界环境，判断任务需求，并灵活地进行相应动作。
未来，随着传感器技术的进一步发展和集成度的提升，人形机器人的应用场景将更加广泛，从制造业的自动化作业到日常生活的智能服务中大展身手。
本文，头豹研究院将对传感器行业的行业应用、市场规模以及竞争格局等进行分析，以期对未来发展方向进行研判。
01
传感器行业综述
人形机器人量产在即，相关厂商及组织积极推动商业化进程，人形机器人未来市场空间广阔；传感器在人形机器人中扮演关键角色，人形机器人市场的高速发展将为传感器市场带来广阔的空间。
人形机器人市场在经历了2022-2023年的高速发展后，已有多家厂商入局该领域，预计2024年下半年人形机器人实现小批量量产，2025年真正实现商业化。在量产前夕，各厂家研发行动密集，相继发布通用大模型、新型机器人等，机器人联盟的成立也将推动产业化进程。此外，目前人形机器人成本较高，量产前必然需要降本，宇树发布低定价机器人并进行商业化试水，成为中国人形机器人迈向商业化的第一步。
传感器是人形机器人与外界环境交互的关键媒介，为机器人提供了感知能力，使其能够实现精准控制、自主导航、灵活交互，并在复杂环境中有效执行任务。传感器对于提高机器人的智能化水平至关重要，同时在机器人成本结构中占有显著比例，约17%-26%。在高精度方案中，人形机器人选用六维力矩传感器，由于其价格与一维/三维传感器相比更加昂贵，传感器整体价值量占比将会更高，成为整机中价值量占比第二的部分，因此人形机器人市场的高速发展也将为传感器市场带来广阔的空间。
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02
传感器行业应用及规模
力传感器是将力的大小转换成相关电信号的元件，可以检测张力、压力、重量、扭矩、应变和内应力等机械量。根据测量维度，力传感器可分为一维至六维传感器，其中一维、三维和六维传感器较为常见。
根据测量原理的不同，可将力传感器分为应变片式、光学式以及压电/电容式传感器。对比几种传感器的稳定性、刚度、动态特性、成本与信噪比五个维度可知，应变片式传感器综合性能最优，电容传感器成本优势较为突出，其他几项弱于压电传感器，光学传感器综合性能与其他几种相比较弱。应变片式传感器是最为常用的力传感器类型，具有精度高、技术成熟、测量范围广的特性，是多数中国和国际企业的主流选择。
六维主要用于人形机器人的手腕和脚踝等关键部位。通过六维力传感器，机器人可以感知自身的重量和外界的交互，从而实现更加灵活、自然的运动。双足机器人在行走时，需要根据脚掌的接触情况调整姿态，因此需通过六维力传感器来测量脚踝处的力和力矩，并将数据传输给控制器进行分析和处理。六维力传感器安装在人形机器人的手腕上，使机械手能够执行精细的操作，如抓取、装配、缝纫等。
机器人各部位根据实际需求有不同的力传感器解决方案，如主体的力控方案需考虑使用场景和成本，腕部的力控需根据机器人的工作性能要求来确定。
此外，我们还在报告中完整分析了电子皮肤、视觉传感器、惯性传感器在人形机器人中的应用，可前往文末获取完整版报告。
随着工业机器人市场的逐渐成熟，各类传感器市场增长的新动力主要源自近年来备受关注的人形机器人领域。随着行业参与者的增多、技术的持续进步，以及各大厂商在量产前采取的成本降低措施，人形机器人的商业化已指日可待。预计人形机器人将进入量产阶段，得益于规模化生产的影响，市场扩展速度将显著加快。作为人形机器人的必备部件，各类传感器的需求量预计将保持强劲的增长势头，为其市场带来广阔的发展前景。
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03
传感器行业竞争情况
全球六维力和力矩传感器厂商主要分为欧美、日韩、中国三大阵营。近年来随着机器人行业的蓬勃发展，中国参与者逐渐增加，但六维力传感器技术壁垒较高，能够实现量产的厂商较少。从中国的竞争格局来看，市场集中度较高，第一梯队占据六成市场。
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此外，我们还在报告中完整分析了电子皮肤、视觉传感器、惯性传感器的行业竞争情况，可前往文末获取完整版报告。
传感器市场中具备优势的企业存在研发逻辑严谨、研发团队专业、下游资源丰富以及资金实力强等共性，这些因素共同作用使得企业在市场中能够占据优势地位。
首先，市场中占优的企业具备非常严谨的研发思维逻辑。这类企业对产品未来的技术迭代有着明晰的规划，其研发平台不仅具备较高的技术连续性，而且能够灵活适应市场变化，通过不断的市场反馈和试错，持续优化技术，推动产品的持续成长和创新。
其次，这类企业具有高素质的研发团队。企业本身的核心人员技术等级高，同时能够吸引更多人才的加入。例如，安培龙的研发团队由学术界和技术领域的领军人物领衔，他们能够吸引和培养来自全球的技术人才，这种团队技术能力非常强，能够持续的做从0-1的开发，并且对于现有的平台技术进行完善。因此企业需时刻保证其内部人员的技术高度自主、研发团队较高的职业素养以及有较强的研发自主创新能力，才能保证企业有较高的市场优先地位。
再次，优势企业具有丰富的下游市场资源。这类企业在汽车、消费电子、工业制造等多个领域拥有广泛的下游合作伙伴和丰富的市场资源。作为传感器供应商，其需要深入了解市场需求，不断优化产品性能，以满足不同领域客户的具体需求。通过与市场的紧密互动，企业能够实现产品的快速迭代和技术的持续创新。
最后，强大的资金实力也是优势企业的必备要素。在新技术的研发和市场推广过程中，企业需要有足够的资金实力作为支撑。强大的资本不仅能够保障研发工作的顺利进行，亦能够支持企业在新市场的开拓和新技术的应用推广，从而在激烈的市场竞争中占据有利地位。
此外，我们还在报告中完整分析了中国机器人传感器行业代表企业案例等，可前往文末获取完整版报告。
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