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人形機器人包含哪些傳感器?
瀏覽量:2025-01-13 瀏覽量:290

人形機器人是一種模仿人類外形和某些行為的機器人,通常設(shè)計成擁有類似于人類的外形。在服務(wù)業(yè)、醫(yī)療、教育、科研和工業(yè)領(lǐng)域等多個領(lǐng)域都有應(yīng)用。人形機器人憑借其類人的感知交互能力、肢體結(jié)構(gòu)和運動方式,能夠快速融入為人類設(shè)計的各種環(huán)境,未來有望替代人類做簡單重復(fù)勞動和危險作業(yè)活動,也可以輔助人類完成復(fù)雜的工作。

 人形機器人傳感器

傳感器是人形機器人感知能力的關(guān)鍵,將感知到的信息傳達至中央處理單元,做出相應(yīng)的反應(yīng)和動作。機器人內(nèi)部與性能相關(guān)的感知能力和與外部交互相關(guān)的觸覺、視覺、聽覺能力都極為關(guān)鍵,直接影響機器人可使用的范圍。

 

人形機器人的傳感器主要應(yīng)用于:

 

感知環(huán)境

視覺傳感器:

視覺傳感器是機器人感知外界環(huán)境的重要窗口,能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境感知、導(dǎo)航、物體識別和人臉識別等功能。常見的視覺傳感器包括雙目攝像頭、深度相機、激光雷達和紅外傳感器等。這些傳感器可以提供色彩、深度和距離信息,幫助機器人更好地理解和適應(yīng)周圍環(huán)境。

激光雷達:

通過發(fā)射激光束并測量反射光的時間來創(chuàng)建周圍環(huán)境的三維點云圖,可精確感知機器人與周圍物體的距離,對于復(fù)雜環(huán)境中的導(dǎo)航、路徑規(guī)劃非常有效,如在戶外巡邏、物流搬運等場景中,幫助機器人準(zhǔn)確避開障礙物,規(guī)劃安全路徑。

超聲波傳感器:

利用超聲波的反射原理測量距離,常用于近距離檢測,可檢測到較近的障礙物或物體,以輔助機器人在狹小空間內(nèi)的移動和操作。


運動控制

關(guān)節(jié)位置傳感器:

安裝在機器人的關(guān)節(jié)處,實時反饋關(guān)節(jié)的角度和位置信息,使機器人能夠精確控制肢體的運動,實現(xiàn)各種復(fù)雜的動作,如舞蹈、武術(shù)動作的精準(zhǔn)模仿,以及工業(yè)生產(chǎn)中的高精度裝配操作。

關(guān)節(jié)角傳感器:監(jiān)測機器人的肢體位置和運動范圍。

/扭矩傳感器

/力矩傳感器是人形機器人關(guān)節(jié)處感知并度量力的關(guān)鍵部件。安裝在機器人的關(guān)節(jié)或末端執(zhí)行器上,它們能夠精確測量物體在多個方向上的力和力矩,對于實現(xiàn)精細操作、保持平衡和避免損壞至關(guān)重要。常見的力/力矩傳感器包括一維、三維和六維力傳感器,其中六維力傳感器能夠同時測量三個方向的力和三個方向的力矩,提供全方位的力覺信息。

慣性測量單元(IMU):

慣性測量單元(IMU)是人形機器人感知自身運動狀態(tài)的重要組件,通常由加速度計、陀螺儀和磁力計等傳感器組成。IMU能夠?qū)崟r測量機器人的加速度、角速度和方向,在機器人的姿態(tài)控制、導(dǎo)航和定位等方面發(fā)揮著重要作用。 

 

交互感知

語音傳感器:

集成麥克風(fēng)陣列,用于接收和識別周圍的聲音信號,實現(xiàn)語音交互功能,如家庭服務(wù)機器人可通過語音傳感器接收主人的指令,提供信息查詢、家電控制等服務(wù);在教育領(lǐng)域,可用于輔助教學(xué),識別學(xué)生的語音提問并進行解答。

觸覺傳感器:

觸覺傳感器是人形機器人感知外界接觸的重要工具,分布在機器人的表面,能夠模擬人類的觸覺,感知外界的壓力、溫度等物理量。觸覺傳感器可以覆蓋在機器人的全身,形成類似人類皮膚的觸覺感知層,實現(xiàn)更加自然和人性化的交互體驗。

情感傳感器

通過多種傳感器的融合,感知人類的表情、語音語調(diào)、肢體語言等信息,分析人類的情感狀態(tài),使機器人能夠根據(jù)人類的情感做出合適的回應(yīng),提供更加個性化和人性化的服務(wù)。


安全保護

碰撞檢測傳感器

安裝在機器人的外殼或關(guān)鍵部位,當(dāng)機器人與外界物體發(fā)生碰撞時,能夠迅速檢測到碰撞的發(fā)生,并及時停止運動或采取其他安全措施,以避免機器人自身損壞或?qū)χ車h(huán)境造成破壞。

溫度傳感器:

監(jiān)測機器人內(nèi)部和外部的溫度變化,防止機器人因過熱而損壞,可確保機器人在不同環(huán)境溫度下的正常運行,延長其使用壽命。

煙霧/氣體傳感器

用于檢測周圍環(huán)境中的煙霧或有害氣體濃度,可在火災(zāi)或有害氣體泄漏等緊急情況下,及時發(fā)出警報并采取相應(yīng)的措施,如通知人類撤離或啟動滅火裝置等。

這些傳感器共同構(gòu)成了人形機器人的感知系統(tǒng),為機器人提供了全方位的環(huán)境感知和自身狀態(tài)監(jiān)測能力,使其能夠在復(fù)雜環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)并與人類進行自然交互。隨著傳感器技術(shù)的不斷進步和成本的降低,人形機器人的感知能力將不斷提升,應(yīng)用范圍也將不斷擴大。

 

人形機器人是未來產(chǎn)業(yè)的重要賽道,是人工智能、機械工程、電子工程等領(lǐng)域融合創(chuàng)新的典范,也是實現(xiàn)新質(zhì)生產(chǎn)力的重要途徑。

人工智能算法的應(yīng)用使得人形機器人能夠更好地理解人類語言、識別環(huán)境和學(xué)習(xí)新技能。未來的人形機器人將能夠進行更復(fù)雜的決策、學(xué)習(xí)和適應(yīng)。將在各種工作環(huán)境中與人類更緊密地協(xié)作,提升生產(chǎn)力和生活品質(zhì)。

 

和利時深耕傳感器自動化產(chǎn)線多年,緊隨時代創(chuàng)新和發(fā)展,也期望為人形機器人的的普及和商用貢獻一份力量。

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