人形机器人行业专题（一）：新技术前瞻专题系列（八）-传感器的技术路径、竞争格局与产业重构

人形机器人专题（一）：传感器的技术路径、竞争格局与产业重构——新技术前瞻专题系列（八）DONGXING SECURITIES分析师刘航执业证书编号：S1480522060001研究助理李科融执业证书编号：S1480124050020公司研究东兴证券股份有限公司证券研究报告东兴电子团队2025年3月6日摘要语言学习平台Q1：人形机器人传感器是什么？ 传感器是机器人感知物理世界的窗口，也是机器人迈向智能化的基础。包含各类视觉传感器、听觉传感器、触觉传感器、力传感器等，用于感知环境，获取关于周围世界的信息。视觉传感器是具有图像采集处理、数据传输能力的功能专门化嵌入式视觉系统，可实现目标识别定位、尺寸测量、缺陷检测、条码识别等功能；人形机器人的听觉传感器主要为麦克风，包括声音接收器、信号处理器和音频处理软件等部分；力传感器主要为力矩传感器，其可以在各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知进行检测，将扭力的物理变化转化为精确电信号；触觉传感器可覆盖于人形机器人三维载体表面，实现与环境接触力、温度、湿度、震动、材质、软硬等特性的检测。MEMS传感器是一种集成了微型机械、电路、传感器及控制器的复杂系统, 具备微米甚至纳米级尺寸, 在灵敏度、响应速度、尺寸和成本方面具有独特优势。Q2：人形机器人大概需要多少传感器? 以特斯拉的人形机器人为例，一台人形机器人需要1套视觉传感器、1套位置传感器、14个一维力矩传感器、14个一维压力传感器、 4个六维力矩传感器、10个MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统）触觉传感器（手指部位）、1套薄膜传感器。目前传感器方面的整体趋势是向多维度、高精度、高集成度、高延展性方向发展，高维力矩传感器和高维触觉传感器是传感器方面的当前研究重点。传感器成本占比约为30%。Q3：人形机器人传感器机遇与挑战？政策支持，规划发展，形成安全可靠的产业链供应链体系，提高国际竞争力。同时中国也面临起步较晚、技术积累有限，与世界领先水平存在一定差距的难题，非标、混乱的生态亟需调整，核心技术亟待突破和创新，法规与伦理、安全与隐私、规模化落地应用等问题还未解决。传感器产业的特点是品类多、单一传感器产值低、产出慢，但是产业整体价值大、壁垒高、下游应用商资源可复用。这些特点决定了传感器产业的发展不是简单的“拼盘”，而是要“融合发展”。一家传感器企业如果要发展壮大，投资并购是重要的路径。Q4：人形机器人传感器市场规模？通过测算人形机器人在不同领域的渗透率，GGII预测，2024年全球人形机器人市场规模为10.17亿美元，到2030年全球人形机器人市场规模将达到150亿美元，2024-2030年CAGR 将超过56%，全球人形机器人销量将从1.19万台增长至60.57万台。2024年全球智能传感器市场规模将达到520.4亿美元, 2024年中国智能传感器市场规模将达到1551.2亿元。其中，国内MEMS行业正处于“规模扩张”向“质量升级”转型期。目前在MEMS传感器市场上主要企业有芯动联科、豪威集团、歌尔微电子、瑞声科技、华润微等，伴随着需求旺盛，历年持续保持快速增长，2031年中国MEMS传感器行业市场规模有望达到2593.76亿元。Q5：人形机器人MEMS传感器有哪些相关的投资标的？当前，人形机器人产业正加速发展，全球范围内技术竞争日趋白热化。传感器作为实现机器人感知与交互的核心部件，其需求将随产业扩张和技术迭代持续攀升，而具备技术优势的国内企业有望在该领域占据先机，受益标的：柯力传感、汉威科技、华培动力、安培龙、苏州固锝、奥比中光、瑞芯微、芯动联科等。风险提示：下游需求放缓、技术导入不及预期、客户导入不及预期、贸易摩擦加剧Q1人形机器人具有哪些传感器？1.1. 人形机器人传感器的概念资料来源：知网，东兴证券研究所传感器是机器人感知物理世界的窗口，也是机器人迈向智能化的基础。机器人在智能化发展过程中，不断对感知、交互、运动和控制等多个模块提出更高要求，而传感器在这些模块中发挥着重要作用。传感器感知环境，获取关于周围世界的信息感知决策微处理器、计算机或神经网络处理分析机械臂、双足或轮子等移动装置或加热/制冷设备等非移动装置执行相关工作执行图1：传感器的组成1.2. 人形机器人传感器发展目标开发高分辨率和具有多点接触检测能力的仿人电子皮肤（触觉传感器）推出高灵敏检测多种气体的仿生嗅觉传感器开发集成高精度仿生眼与类脑处理算法的视觉传感器推出宽频响、高灵敏的仿生听觉传感器2023年11月2日，工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》指出，想要让机器人智能化、类人化，需要聚焦人形机器人专用传感器，面向复杂环境感知需求，突破视、听、力、嗅等关键技术，形成人形机器人专用传感器产品谱系。2014年2016年资料来源：奥比中光2024半年报、东兴证券研究所1.3. 视觉传感器视觉传感器是具有图像采集处理、数据传输能力的功能专门化嵌入式视觉系统，可实现目标识别定位、尺寸测量、缺陷检测、条码识别等功能，其低成本、小型化、开放式接口、简单易用等优点使其成为机器人应用的必然发展趋势。奥比中光在投资者关系活动中表示，目前市面上主流的人形机器人视觉方案为使用3D结构光相机、iToF相机或同时使用3D结构光及iToF相机。3D结构光相机方案宇树的G1以及傅利叶智能的GR-1iToF相机方案全球知名人形机器人公司Sanctuary AI的Phoenix以及腾讯的小五3D结构光+ iToF星尘智能的S1图2：奥比中光视觉传感器体系资料来源：优必选官网、东兴证券研究所1.4 听觉传感器人形机器人的听觉传感器主要为麦克风，包括声音接收器、信号处理器和音频处理软件等部分。声检测型：主要用于测量距离等。由于超声波传感器处理信息简单、成本低、速度快,广泛的被应用于机器人听觉传感器语音识别:建立人和机器之问的对话。通过模式识别技术识别未知的输入声音,通常分为特定话者和非特定话者两种方式,特定语音识别是预先提取特定说话者发音的单词或音节的各种特征参数并记录在存储器中,后者为自然语音识别。机器人的听觉功能通过听觉传感器采集声音信号,经声卡输人到机器人大脑。机器人拥有了听觉,就能够听懂人类语言,实现语音的人工识别和理解图3：优必选人形机器人技术2014年2016年2017年2020年2024年资料来源：坤维科技公众号、东兴证券研究所1.5. 力传感器人形机器人的力传感器主要为力矩传感器，其可以在各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知进行检测，将扭力的物理变化转化为精确电信号的一种传感器，为机器人的力控和运动控制提供了力感信息，从而对完成一些复杂、精细的作业，实现机器人智能化其着重要作用。资料来源：机器人技术与应用公众号、东兴证券研究所图4：坤维科技力传感器图5：力传感器分类2014年2016年2017年资料来源：帕西尼官网、东兴证券研究所1.6. 触觉传感器大多被排列成矩阵组成阵列触觉传感器，空间分辨率可达毫米级，接近人类的皮肤，因而被称为“电子皮肤”。可覆盖于人形机器人三维载体表面，实现与环境接触力、温度、湿度、震动、材质、软硬等特性的检测，是人形机器人实现类人触觉的关键。限于批量化生产技术的限制