北京人形機器人創新中心近日展示了自主研發的通用人形機器人母平台——“天工”。這款母平台擁有出色的靈活性和擴展性，支持傳感器與執行器的便捷安裝，同時搭載強大的本體計算能力，並且其本體構型是開源的供所有人共同開發與優化。
“天工”人形機器人身高163厘米，輕量化設計使得其體重僅爲43公斤，裝備了多個視覺感知傳感器，配備每秒高達550萬億次的操作算力。此外，還配備了高精度的慣性測量單元（IMU）、3D視覺傳感器和高精度的六維力傳感器，能夠提供准確的力量反饋信息。
當前“天工”已經解決了基礎運動控制的問題，成爲了具身智能應用場景和研究領域的優選平台。
當前國內外人形機器人産業鏈進程加速，未來兩到三年內行業有望迎來高速發展機遇。
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3D視覺傳感器視覺傳感器是利用光學元件和成像設備來捕捉外部環境圖像信息的傳感器。從輸出維度的視角來看，基于視覺傳感器的感知方式可以劃分爲2D視覺與3D視覺兩種類型。
2D視覺依靠攝像頭和距離傳感器進行環境感知，並通過算法還原深度數據，其硬件成本低但在算法上的挑戰較大。
3D視覺包括激光雷達和深度相機兩種技術，其中深度相機可以細分爲雙目RGB相機、結構光相機和TOF相機，主要用于探測空間的景深距離。
與2D視覺相比，3D視覺適用于更複雜的應用場景，也能提供供更高精度和更豐富的視覺信息。隨著人形機器人與外界複雜環境交互需求的增加，機器人視覺系統開始加速采用3D視覺技術。
人形機器人由于需要執行如“表情識別”和“人體識別”等複雜的視覺識別任務，對數據精度的要求更高，因爲更適合使用3D相機方案。
3D視覺感知的産業鏈上遊環節有 激光、衍射光學元件、感光芯片和傳感器模組等、中遊集中在3D視覺感知方案的開發包括深度引擎算法、標定對齊以及技術方案設計；下遊是具體應用場景，有VSLAM、圖像分割具體解決方案的開發等。
3D視覺傳感器圖示：
資料來源：行行查
3D視覺傳感器市場格局方面來看，全球視覺傳感器市場以外資爲主導，國産自主替代進程穩步推進。基恩士是行業絕對頭部企業，全球市場占有率超過一半，康耐視緊隨其後。國內市場視覺傳感器行業的競爭格局分散，奧普特保持領先。
慣性測量單元（IMU）IMU是慣性測量單元，融合了陀螺儀、加速度計等多種慣性器件的綜合系統。目前市場上6軸和9軸的IMU産品最爲常見。
IMU能夠實時調整物體的運動策略，從而實現精確的姿態控制。加速度計、陀螺儀和磁力計分別負責測量物體在三個軸向的加速度、角加速度以及磁場強度。通過對這些數據的綜合處理，IMU能夠輸出物體的速度、位置和姿態信息。
IMU的下遊應用主要是在需要高精度測量和控制的領域，如工業與通信、高可靠性系統、汽車電子、醫療健康以及消費電子等。
市場格局方面來看，慣性傳感器市場主要由國際巨頭主導，市場集中度高。國內市場需求旺盛國産替代的空間廣闊。2023年我國IMU市場的前五大廠商全部爲外資企業，合計占據了高達93%的市場份額，本土廠商以以矽睿科技、深迪半導體、士蘭微、明皜傳感、敏芯股份等爲代表。
慣性傳感器競爭格局：
資料來源：芯謀
六維力傳感器力矩傳感器是能夠敏銳感知並精確測量力的核心組件，可以捕捉到多種旋轉或非旋轉機械部件所産生的扭轉力矩，並將這些物理變化精確地轉換爲電信號。
根據測量的力的分量差異，力傳感器可被分類爲單維測力傳感器、二維測力傳感器以及多維力傳感器。其中，六維力矩傳感器的精度達到了最高水平，一維和三維力矩傳感器在測量多方向或不同距離時，數據可能會出現失真。
根據高工機器人數據，目前六維力矩傳感器市場主要由歐美和日韓品牌占據主導地位。海外的主要供應商包括ATI、Bota以及Kistler等公司。
力矩傳感器競爭格局：
資料來源：齒輪傳動
國內品牌的市場占有率較低且在串擾、耦合誤差以及准確度等關鍵參數上仍存在一定的差距。從協作機器人的細分市場來看，國內的一些品牌如坤維等已經取得了顯著進展並占據了市場領先地位。坤維的六維力矩傳感器銷量已經超越了外資品牌ATI位列第一，藍點觸控和宇立等廠商也具有先發優勢。
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