一、传感器主要种类

1. 内部状态感知传感器

· 位置/角度传感器：编码器（光电、磁性）、电位计等，用于检测关节角度和电机位置。

· 力/力矩传感器：六维力传感器，用于测量与环境的接触力和负载。

· 惯性测量单元：包含加速度计、陀螺仪、磁力计，提供身体姿态、角速度、加速度信息，是平衡控制的核心。

· 电流传感器：通过电机电流间接估算扭矩。

2. 外部环境感知传感器

· 视觉传感器：

· RGB摄像头：进行物体识别、人脸识别、场景理解。

· 深度摄像头：结构光、飞行时间、双目视觉，获取三维点云数据。

· 事件相机：基于异步像素响应，动态范围高、延迟低，适用于高速运动场景。

· 触觉传感器：

· 压力/触觉阵列：电子皮肤，检测接触位置、压力和分布。

· 滑觉传感器：检测物体滑动，用于抓握控制。

· 声学传感器：麦克风阵列，用于语音交互、声源定位、环境声音识别。

· 激光雷达：用于建图、导航和避障，提供精确的距离信息。

· 接近/距离传感器：红外、超声波传感器，用于近距离避障。

· 温度/湿度传感器：用于环境监测或安全防护。

二、技术发展方向

1. 高集成度与微型化

· 多模态融合传感器：将视觉、IMU、LiDAR等集成于统一模块，硬件同步降低延迟。

· 柔性电子与电子皮肤：将压力、温度、滑觉传感器集成在柔性基底上，覆盖机器人表面，实现全身触觉感知。

2. 智能传感与边缘计算

· 嵌入式AI芯片：在传感器端进行预处理，减少数据传输延迟。

· 事件相机与脉冲神经网络结合：实现超低功耗、高速的视觉处理，适用于动态环境。

3. 触觉感知的深化

· 高分辨率触觉阵列：从“有无接触”向“纹理识别、材质判断”发展。

· 力触觉反馈：结合力控与触觉，实现精细操作。

4. 仿生与新型传感机制

· 人工肌肉传感器：基于柔性驱动器的应变感知。

· 仿生视觉：模仿人眼视网膜的中央-周边感知结构，提升动态视觉效率。

5. 鲁棒性与自适应校准

· 自校准技术：传感器在线补偿温漂、零漂。

· 多传感器冗余与容错：通过信息融合提升系统可靠性。

6. 人机交互专用传感器

· 情绪/意图识别：通过微表情分析、语音情感识别增强交互自然性。

· 生理信号检测：集成红外或微波雷达，非接触式检测人的心率、呼吸，用于陪伴型机器人。

7. 能源自供给与无线化

· 能量采集技术：利用振动、温差为传感器供电，减少布线。

· 无线传感网络：减少机械结构的布线复杂度，提升可维护性。