具身智能指的是智能系�(tǒng)或機(jī)器通過感知和交互與�(huán)境�(jìn)行實(shí)時互動的能力,也�人工智能�(fā)展的分支�2024年被�(rèn)為是具身智能�(chǎn)�(yè)�(fā)展元年,與此相關(guān)的產(chǎn)�(yè)正在逐漸�(fā)展起來,例如�(jī)器人�
�(yè)�(nèi)人士�(rèn)為,具身智能�(jī)器人是人工智能終極形�(tài)。具身智能機(jī)器人指的是機(jī)器人能像人一樣�(jìn)行環(huán)境交互感知、自主規(guī)劃、決策、行動、執(zhí)行任�(wù)等。在真正完成具身智能升級之前�傳感�將在這個過程中�(fā)揮關(guān)鍵作用�
那么,具身智能對傳感器有怎么樣的需求呢?先從感知功能來看�
感知包括視覺聽覺味覺觸覺等,具身智能�(jī)器人在�(jìn)行不同的感知需要不同的傳感器,例如視覺感知需要CMOS,聽覺需要Mic振動傳感器,痛覺需要力傳感器、溫度傳感器等,前庭覺需要IMU,本體覺需要超聲波距離傳感器,味覺、觸覺、嗅覺也需要能�(shí)�(xiàn)相應(yīng)功能的傳感器,例如觸覺陣列等�
只有一套完整的具身傳感系統(tǒng)才能讓機(jī)器人�(shí)�(xiàn)真正具身智能,通過感知的傳遞才能完成對�(yùn)動控�的指�(dǎo)�
天太�(jī)器人仿生�(jī)器人BU�(fù)�(zé)人劉瑗瑗�(rèn)為,傳感會引起運(yùn)動控制的范式變化,這種變化包括來自視覺、運(yùn)動路徑規(guī)劃、五感對齊以及預(yù)測運(yùn)動控制下一幀等。例如在抓握某件物品的時候,會先利用傳感器判斷方位,再判斷物品的大小,調(diào)整伸手距離等,再通過力覺傳感器調(diào)整抓握力,�(jìn)而完成一系列動作�
目前來看,在�(jī)器人的感知中,力控、柔性觸覺控制是核心需求。此前,特斯拉就在一段視頻中展示了特斯拉人形�(jī)器人 Optimus Gen2抓取、傳遞雞蛋,要實(shí)�(xiàn)拿得�(wěn)且不會捏碎雞蛋,就需要依靠觸覺系�(tǒng),特別是柔性觸覺傳感器�
柔性觸覺傳感器分為:壓阻式(電阻)、壓電式、電容式、光電式等,電容式占�(jù)約五成的市場份額。當(dāng)前柔性觸控控制最�(guān)鍵的是要解決壓感、滑動感的問題,也就是解決不捏碎、拿得穩(wěn)的問題,接下來才是形狀、材�(zhì)、溫度等需求�
�2023年,帕西尼發(fā)布了人形�(jī)器人Tora,兩只手上搭載了超過100顆多維觸覺傳感器。官�(wǎng)顯示,多維觸覺傳感器PX-6AX的力控精度高�(dá)0.01N,也就是最小可測量0.01N的力,采樣頻率達(dá)1000HZ,能�(shí)�(xiàn)多軸輸出、多元部署,可測量壓覺、力覺、滑覺等 15 種物理量,能捕捉接觸面上亞毫米級別的微小變形�

圖:PX-6AX功能解析(帕西�)
在力控方面,力傳感器是關(guān)鍵的元器件。按照測量維度,力覺傳感器可以分為一至六維力傳感器的不同,能夠同時測量中性坐�(biāo)�(OXYZ)�(nèi)的三個力(FX 、FY 、FZ)和三個力�(MX 、MY 、MZ)。目前機(jī)器人力控解決方案以維度最高的六維力傳感器的應(yīng)用較多。根�(jù)傳感元件的不同,六維力傳感器又可以分為應(yīng)變片式、光�(xué)式以及壓�/電容式等�
宇力儀器在官網(wǎng)展示了能夠應(yīng)用于�(jī)器人&通用測試的六軸力傳感器M37XX系列。根�(jù)介紹,這是矩陣解耦型六軸力傳感器,直�15�135mm,精�5�6400N�0.5�320Nm。在其他方面,M37XX系列非線性、遲滯小�0.5%F.S,串?dāng)_小于2%F.S�
在機(jī)器人的應(yīng)用中,除了精度,重量、價格都是考量力傳感器的關(guān)鍵要素之一。未來,隨著�(jī)器人要掌握更多的技能,不僅僅是力控、柔性觸覺控制,視覺等其他傳感器都需要隨之迭代,以滿足不同的�(yīng)用領(lǐng)域需求�