机器人所需要的传感器有哪些?

机器人所需要的传感器有哪些?

01机器人感知核心:

传感器的现状与发展

● 感知机器人需要哪些传感器?

机器人感知能力的实现,依赖于多种传感器的协作,包括但不限于以下几种核心类型:

◎ 视觉传感器:被誉为机器人之“眼”,通过摄像头、激光雷达或深度相机实现对环境的三维感知。

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,但易受光照影响且无法实现三维测量。3D 视觉则凭借精度高、信息量大、集成度高等优势,成为机器人视觉的主流发展方向。

在人形机器人应用场景中,如复杂环境导航、精密物体操作等,3D 视觉传感器可精准识别物体形状、位置与距离,为机器人行动决策提供关键依据,这个领域基本是和汽车相似的。

◎ 力觉传感器:作为机器人灵活操作的核心,力觉传感器能够精确感知施力方向与大小,尤其是六维力矩传感器,其在手腕、脚踝等关节的应用尤为关键。

力觉传感器在人形机器人中承担着核心角色,尤其是在实现高精度、灵活操作任务时不可或缺。在机器人执行曲面打磨、精密装配等任务中,力觉传感器可实时感知作用力,使机器人能根据接触力大小与方向精准调整动作,确保操作的准确性与稳定性。

人形机器人不同关节对力觉传感器需求各异。手腕、脚踝等末端执行机构因力臂变化复杂且对力控制精度要求极高,需采用六维力矩传感器;其他关节受力情况相对简单,单维或关节扭矩传感器即可满足需求。

◎ 触觉传感器:机器人之“肤”,以电子皮肤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,可感知多种类型力,极大提升机器人手部操作精细度。在医疗护理机器人、电子制造等领域,精确的触觉反馈能使机器人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质量。特斯拉 Optimus Gen2 手部关节升级并搭载触觉传感器实现抓鸡蛋动作,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、电极材料性能要求苛刻,需兼具高弹性、优良电学和力学性能及耐久性。