同時，機器人若要模擬人體的觸覺，以及實現(xiàn)人體皮膚對溫度、濕度等外界物理量的感知，則電子皮膚可能是最佳路徑之一。電子皮膚需要集成各類傳感器和集成電路，并使用柔性的材料制作，壁壘較高，目前尚未在機器人領(lǐng)域大量應(yīng)用。但從泛用性與仿生性角度，我們認(rèn)為電子皮膚或是機器人觸覺的終極方案。

1）電流環(huán)力控：通過電機的電流閉環(huán)做力閉環(huán)反饋控制，適用于直驅(qū)電機或者帶小減速比的應(yīng)用場景。其優(yōu)點在于成本低，不需要增長額外的傳感設(shè)備，而缺點在于精度較低，響應(yīng)較慢，適用場景有限。

2）力矩/力傳感器力控：機器人中的力傳感器主要有關(guān)節(jié)部位的單軸力矩傳感器和機器人執(zhí)行器末端的6軸力傳感器，測量機器人內(nèi)部受力情況，以及末端執(zhí)行器與外界環(huán)境交互的受力情況。這類力控方法是性能最佳，但成本最高的方案，典型應(yīng)用案例為KUKA LBR iiwa機械手。特斯拉Optimus在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)執(zhí)行器處配置了力矩傳感器，其在股東日上展示了機械手控制力道不打碎雞蛋的視頻，顯示出優(yōu)秀的電機轉(zhuǎn)矩控制能力。

3）被動力控（彈性體）：在末端執(zhí)行器上添加彈性體，通過彈性體形變測量力矩，或用于向終端施加恒定力。該方案常用于低成本、高集成度的場景。

電子皮膚：最具潛力的觸覺傳感器，有望成為機器人觸覺終極方案。機器人若要模擬人體的觸覺，以及實現(xiàn)人體皮膚對溫度、濕度等外界物理量的感知，則電子皮膚可能是最佳路徑之一。想要復(fù)刻天然皮膚的功能，電子皮膚需要集成各類傳感器和集成電路，并使用柔性的材料制作，壁壘極高。

在實現(xiàn)上述工藝的同時，電子皮膚與機器人本體的包裹結(jié)合、信號傳輸?shù)确矫婢请y點，因此，電子皮膚目前尚未在機器人領(lǐng)域大量使用。但從泛用性與仿生性角度，我們認(rèn)為電子皮膚或是機器人觸覺的終極方案。

力控傳感器領(lǐng)域，國內(nèi)尚未出現(xiàn)絕對龍頭，未來機器人有望帶來大量需求，推動國內(nèi)企業(yè)快速發(fā)展。在力控傳感器領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)與海外龍頭差距較大，海外相關(guān)企業(yè)多為電子元器件綜合供應(yīng)商，而國內(nèi)企業(yè)尚未出現(xiàn)類似于視覺領(lǐng)域的絕對龍頭。我們認(rèn)為，機器人有望帶來大量力控傳感器需求，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)有望持續(xù)受益。

慣導(dǎo)傳感器：人形機器人的姿態(tài)控制核心

慣導(dǎo)傳感器（IMU）是人形機器人姿態(tài)控制的核心。慣導(dǎo)傳感器是測量物體三軸姿態(tài) 角（或角速率）及加速度的裝置，可測量來自三個方向的線性加速度和旋轉(zhuǎn)角速率， 通過解算可獲得載體的姿態(tài)、速度和位移等信息。

在體育運動中，慣性傳感器由用 于測量力和加速度的加速度計，用于指示旋轉(zhuǎn)的陀螺儀和用于測量人體姿勢的磁力 計組成，這些傳感器跨三個軸收集數(shù)據(jù)并捕獲運動員的細(xì)微動作。

IMU傳感器通常較 為小型、輕便且具有長時間的電池待機時間。并且可以進(jìn)行編程和設(shè)計，以解決使 用過程中的實際問題，從而對動作進(jìn)行精細(xì)分析。同時，來自IMU的數(shù)據(jù)是連續(xù)、實時的。

在人形機器人中，慣導(dǎo)傳感器有望成為其姿態(tài)控制的核心。 慣導(dǎo)傳感器是現(xiàn)代導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分之一。慣性傳感器按照精度通常分為分 為消費級、工業(yè)級、戰(zhàn)術(shù)級、導(dǎo)航級和戰(zhàn)略級這五種。其中，消費級慣導(dǎo)傳感器通常 應(yīng)用在智能手機和汽車輔助駕駛，人形機器人和自動駕駛所使用的的慣導(dǎo)傳感器通 常為戰(zhàn)術(shù)級。

慣導(dǎo)傳感器按技術(shù)原理分為MEMS（微電子機械系統(tǒng)）、FOG（光纖陀螺儀）和ROG （激光陀螺儀）。MEMS慣導(dǎo)傳感器在精度上遜色于另外兩種技術(shù)路線的慣導(dǎo)傳感 器，但是由于價格便宜，體型小加上技術(shù)進(jìn)步帶來的技術(shù)提升，消費類、汽車、高端 工業(yè)、無人系統(tǒng)、高可靠等領(lǐng)域中對精度要求較低的應(yīng)用場景主要應(yīng)用MEMS陀螺 儀。

全球MEMS慣性導(dǎo)航傳感器市場規(guī)模超230億，中國市場超100億。據(jù)芯動聯(lián)科招股 書援引Yole發(fā)布的Status of MEMS Industry 2022中的數(shù)據(jù), 2021年全球MEMS慣導(dǎo) 傳感器市場規(guī)模約35.09億元。據(jù)芯動聯(lián)科招股書援引的頭豹研究院數(shù)據(jù)，2021年中 國MEMS慣導(dǎo)傳感器市場規(guī)模約136億元，增速約為20.63%。