صنعت ربات های انسان نما در حال تجربه رونق است و صنعت حسگرها فرصت جدیدی را برای توسعه به ارزش صدها میلیارد یوان ارائه می دهد.

از نمونه‌های اولیه آزمایشگاهی تا حرکت تدریجی به سمت تولید انبوه تجاری، ربات‌های انسان‌نما در حال تبدیل شدن به یک مسیر اصلی در زمینه‌های تولید{0} و هوش مصنوعی جهانی هستند و دور جدیدی از انقلاب فنی و صنعتی را آغاز می‌کنند. ربات‌های انسان‌نما به‌عنوان حامل نهایی هوش تجسم‌یافته، بدون پشتیبانی از یک سیستم ادراک جامع،-با دقت بالا و بسیار پایدار نمی‌توانند به انسان-مانند راه رفتن، عملکرد، تعامل و سازگاری محیطی دست یابند. حسگرها «آنتن‌های عصبی» هستند که ربات‌ها را با دنیای فیزیکی مرتبط می‌کنند و اجزای اصلی هستند که سطح هوش، دقت عملکرد و سناریوهای کاربردی روبات‌ها را تعیین می‌کنند.

با تسریع روند تولید انبوه ربات‌های انسان‌نما و گسترش مستمر سناریوهای کاربردی، صنعت حسگر کاملاً از مرزهای برنامه‌های کاربردی سنتی عبور کرده است و همه فرصت‌ها مانند گسترش مقیاس بازار، تسریع تکرار فن‌آوری و تعمیق جایگزینی داخلی را به وجود آورده است. این به مسیر افزایشی اصلی با بیشترین پتانسیل رشد در زمینه حسگر{2}}بالا تبدیل شده است.

حسگرها سنگ بنای اصلی صنعتی شدن روبات های انسان نما هستند

در مقایسه با روبات‌های صنعتی سنتی و ربات‌های خدماتی، ویژگی «انسان{0}}مانند» ربات‌های انسان‌نما نیازمندی‌های بسیار سخت‌گیرانه‌تری را برای سیستم ادراک نسبت به قبل ایجاد می‌کند. ربات‌های سنتی فقط به انجام عملیات موقعیت‌یابی منفرد و تکراری، با نیاز به درک واحد و نیاز به دقت نسبتاً کم نیاز دارند. ربات‌های انسان‌نما باید چندین عملکرد حسی انسان‌ها مانند بینایی، لمس، ادراک نیرو، شنوایی و ادراک وضعیت بدن را شبیه‌سازی کنند. آن‌ها نه تنها باید موقعیت‌های مشترک، وضعیت‌های حرکتی و حالت‌های نیرو را به دقت درک کنند، بلکه باید زمین، موانع، مواد جسمی و نیروهای تماس محیط خارجی را در زمان واقعی ضبط کنند و به کنترل صاف، عملکرد دقیق و تعامل ایمن دست یابند.

از منظر ساختار هزینه، حسگرها به یکی از اجزای با بیشترین نسبت هزینه های اصلی برای روبات های انسان نما تبدیل شده اند. داده‌های معتبر صنعت نشان می‌دهد که در هزینه BOM ربات‌های انسان‌نمای اصلی، نسبت کلی حسگرها به 33.4 درصد می‌رسد، بسیار بیشتر از اجزای اصلی انتقال مانند موتورها و کاهنده‌ها. تعداد سنسورهای مجهز در یک دستگاه می تواند به ده ها یا حتی صدها برسد و تمام قسمت های بدن مانند مفاصل، تنه، اندام ها و سر را پوشش دهد. می توان گفت بلوغ تکنولوژیکی، قابلیت کنترل هزینه و ثبات عرضه حسگرها به طور مستقیم تعیین می کند که آیا روبات های انسان نما می توانند به تولید انبوه{4} و کاربرد تجاری در مقیاس بزرگ دست یابند. در نتیجه، صنعت حسگر در خط مقدم رشد انفجاری صنعت ربات‌های انسان‌نما قرار گرفته و به یک حلقه اصلی ضروری در زنجیره صنعتی تبدیل شده است.

فضای بازار افزایشی صدها میلیارد یوان را باز کنید

صنعتی شدن شتابان ربات‌های انسان‌نما مستقیماً تقاضای فزاینده در صنعت حسگر را تحریک کرده است و الگوی سنتی بازار لوازم الکترونیکی مصرفی، الکترونیک خودرو و کنترل صنعتی را کاملاً شکسته است و قطب رشد جدیدی را ایجاد می‌کند. داده های چندین شرکت اوراق بهادار و مؤسسات صنعتی نشان می دهد که بازار جهانی حسگر ربات انسان نما در آستانه رشد سریع است و انتظار می رود در پنج سال آینده رشد تصاعدی را تجربه کند.

این صنعت به طور کلی پیش‌بینی می‌کند که تا سال 2030، مقیاس تولید جهانی ربات‌های انسان‌نما از یک میلیون واحد فراتر خواهد رفت و انتظار می‌رود اندازه کلی بازار حسگرهای مربوطه از 100 میلیارد یوان فراتر رود. در میان آنها، بازار چین، به عنوان منطقه طرح اصلی صنعت جهانی ربات های انسان نما، اندازه بازار حسگرهای مرتبط از 10 میلیارد یوان تجاوز خواهد کرد، با میانگین نرخ رشد ترکیب سالانه بسیار بیشتر از بازار سنسورهای سنتی. در حال حاضر، روبات‌های انسان‌نما هنوز در مرحله تولید آزمایشی کوچک-و تأیید صحنه هستند. تقاضا برای سنسورها روند صعودی سریعی را نشان داده است. با کاهش متعاقب هزینه‌های تولید انبوه و نفوذ سناریوهای کاربردی از حوزه‌های صنعتی و ویژه به حوزه‌های مصرف‌کننده و خدماتی، تعداد سنسورهای نصب‌شده در هر واحد و تقاضای کلی بازار همچنان افزایش می‌یابد و یک حرکت رشد پایدار و باثبات را شکل می‌دهد. نشاط بازار کل صنعت حسگر را به طور کامل فعال کنید.

در مقایسه با رقابت اشباع شده در بازار سنسورهای سنتی، بخش ربات های انسان نما یک اقیانوس آبی نام تجاری-جدید است. رقابت داخلی بیش از حد در بازار موجود وجود ندارد و استحکام تقاضای بسیار قوی دارد. خواه طرح تولید انبوه سازندگان کل ماشین آلات پیشرو باشد یا تکرار تحقیق و توسعه تولیدکنندگان کوچک و متوسط-، همه آنها نمی توانند بدون پشتیبانی از حسگرهای{4} عملکرد بالا کار کنند. این امر تقاضای سفارش و فضای سود پایدار را برای شرکت‌های حسگر به ارمغان می‌آورد و مقیاس کلی صنعت را ارتقا می‌دهد تا به سرعت به سطح جدیدی برسد.

دسته سنسورهای هسته ای در حال تجربه یک انفجار تقاضا هستند

سیستم ادراک ربات های انسان نما به دو سیستم عمده تقسیم می شود: ادراک حالت داخلی و ادراک محیط خارجی. این امر باعث ایجاد چندین بخش زیر-حسگر مانند بینایی، ادراک نیرو، لمس، وضعیت و موقعیت شده است. هر زیر-الزامات فنی منحصربه‌فرد و فضای بازار وسیعی دارد که صنعت حسگر را به سمت ارتقاء از رقابت تک‌گروهی به جهتی متنوع و تخصصی سوق می‌دهد.

حسگرهای بصری: هسته اصلی سیستم ادراک، ارتقاء سه بعدی به جریان اصلی تبدیل شده است

حسگرهای بصری نقش «چشم» روبات‌های انسان‌نما را بازی می‌کنند، که وظیفه‌ی عملکردهای اصلی مانند تشخیص محیط، اجتناب از موانع، موقعیت‌یابی اشیا و تشخیص چهره را بر عهده دارند. آنها بیش از 70٪ از اطلاعات ادراک خارجی را تشکیل می دهند و انعطاف پذیرترین بخش بازار هستند. دید دوبعدی سنتی دیگر نمی‌تواند-نیازهای عملیات فضایی سه‌بعدی روبات‌های انسان‌نما را برآورده کند. 3سنسورهای بینایی D (دوربین، ToF، نور ساختاریافته، liDAR) به پیکربندی اصلی تبدیل شده‌اند که دارای مزایایی مانند درک عمق، تطبیق زیاد{6}}تطبیق با موقعیت‌های کم نور، و{7} است.

در حال حاضر، سازندگان ربات‌های انسان‌نما با سر عموماً راه‌حلی ترکیبی از دوربین‌های دید چند-چشمی و عمقی را اتخاذ می‌کنند که باعث افزایش شدید تقاضا برای حسگرهای بینایی سه‌بعدی شده است. با تکرارهای تکنولوژیکی، حسگرهای بصری به سمت کوچک سازی، مصرف انرژی کم و وضوح بالا ارتقا می یابند. در عین حال، هزینه‌های آن‌ها به‌طور مداوم کاهش می‌یابد، از سطح هزار-یوان به سطح صد-یوان می‌رود، برنامه‌های کاربردی-در مقیاس بزرگ را بیشتر ترویج می‌کند و تعداد زیادی سفارش و فرصت‌های ارتقای فناوری را برای شرکت‌های حسگر بصری به ارمغان می‌آورد.

سنسور گشتاور: هسته کنترل نیروی دقیق، پیشرفت داخلی در بازار پیشرفته-

حسگرهای نیرو اجزای اصلی ربات های انسان نما برای دستیابی به عملکرد روان و کار دقیق هستند. مخصوصاً حسگرهای نیروی شش-بعدی، که می‌توانند به طور همزمان نیروهای جهتی سه بعدی و گشتاورهای سه-بعدی را اندازه‌گیری کنند، تجهیزات استاندارد برای قطعات کلیدی مانند مفاصل، مچ دست و مچ پا هستند. آنها موانع فنی بسیار بالایی دارند و همچنین یکی از با ارزش ترین دسته سنسورها هستند. برای اینکه ربات‌های انسان‌نما عملیات‌های خوبی مانند گرفتن، مونتاژ و سنگ‌زنی را انجام دهند، باید به حسگرهای نیرو برای ارائه بازخورد واقعی{6}}درباره داده‌های نیرو، دستیابی به کنترل انعطاف‌پذیر و جلوگیری از آسیب رساندن به اشیا یا اجزای خود متکی باشند.

پیش از این، بازار جهانی حسگرهای نیروی شش بعدی مدت‌ها در انحصار شرکت‌های خارج از کشور بود و برندهای خارجی تقریباً 70 درصد از بازار داخلی را تشکیل می‌دادند. با بومی‌سازی سریع صنعت ربات‌های انسان‌نما، شرکت‌های حسگر نیروی داخلی به پیشرفت‌های سریع فناوری دست می‌یابند، در پیوندهای هسته‌ای مانند طراحی ساختار الاستومری، کالیبراسیون و الگوریتم‌های جداسازی پیشروی می‌کنند و به تدریج وارد زنجیره‌های تامین تولیدکنندگان کل ماشین‌ها می‌شوند. فضای زیادی برای جایگزینی داخلی وجود دارد. انتظار می‌رود تا سال 2030، اندازه بازار حسگرهای نیروی شش‌بعدی-از 10 میلیارد یوان فراتر رود و به مسیر اصلی برای پیشرفت‌های-بالا در صنعت حسگر تبدیل شود.

حسگر لمسی: با قدرت پوست الکترونیکی، اقیانوس آبی جدید از درک انعطاف پذیر

حسگرهای لمسی به عنوان «پوست الکترونیکی» روبات‌های انسان‌نما شناخته می‌شوند. آنها عمدتاً برای حس کردن اطلاعات ظریف مانند فشار تماس، دما و بافت مواد استفاده می‌شوند که ایمنی تعامل و دقت عملیاتی روبات‌ها را افزایش می‌دهند. آنها کلید دستیابی به تعامل{2}}مانند انسانی هستند. در مقایسه با حسگرهای صلب سنتی، حسگرهای لمسی انعطاف‌پذیر می‌توانند با اندام‌ها و کف دست‌های روبات‌ها سازگار شوند، با سطوح منحنی پیچیده سازگار شوند و ویژگی‌های حساسیت بالا، انعطاف‌پذیری و کشش، و ضد تداخل را داشته باشند. آنها به طور گسترده ای در دست ها، تنه ها و سایر قسمت ها استفاده می شود.

در حال حاضر، مسیرهای فنی حسگرهای لمسی هنوز به طور کامل همگرا نشده اند. مسیرهای متعددی مانند پیزومقاومت، خازنی و پیزوالکتریک به صورت موازی در حال اجرا هستند و الگوی صنعت هنوز نهایی نشده است. بنگاه های داخلی این فرصت را دارند که با استفاده از یک میانبر از رقبای خود پیشی بگیرند. با بلوغ فناوری پوست الکترونیکی، تعداد سنسورهای لمسی منفرد نصب شده همچنان رو به افزایش خواهد بود. تا سال 2030، انتظار می رود اندازه بازار از 10 میلیارد یوان فراتر رود و به یک موتور{6} جدید رشد برای صنعت حسگر تبدیل شود.

حسگرهای اینرسی و موقعیت: برای کنترل نگرش باید-داشته شوند و تولید در مقیاس بزرگ-انتظار می‌رود

واحدهای اندازه گیری اینرسی (IMU)، رمزگذارها و سایر حسگرهای نگرش و موقعیت عمدتاً برای نظارت بر وضعیت حرکتی، موقعیت مفاصل و سرعت حرکت خود ربات های انسان نما استفاده می شوند و از تعادل و ثبات وضعیت راه رفتن ربات اطمینان حاصل می کنند. آنها اجزای اصلی برای دستیابی به راه رفتن دوپا هستند. این نوع سنسور از ویژگی های کوچک سازی، مصرف انرژی کم و قابلیت اطمینان بالا برخوردار است. با تعداد زیادی واحد نصب شده در دسته محصولات ضروری قرار می گیرد. با تولید انبوه و گسترش بزرگ{4} ربات های انسان نما، شاهد افزایش مداوم حجم و گسترش مداوم فضای بازار خواهد بود.

تسریع در تکرار تکنولوژیکی: ترویج تحول پیشرفته و هوشمند صنعت حسگر

الزامات کاربردی سختگیرانه ربات های انسان نما، صنعت حسگر را مجبور کرده است که تکرار فناوری را تسریع کند، از رقابت همگن محصولات سنتی متوسط-به-پایین{2} جدا شود، و به سمت دقت بالا، کوچک سازی، انعطاف پذیری، یکپارچگی، مصرف انرژی کم و ضد{3}}تحول{4} صنعت بالا، ارتقا یابد.

در گذشته، صنعت حسگر داخلی مدت‌هاست که بر بازار-میانگین تا-پایین{2}}با اتکا به واردات برای محصولات-بالا، تمرکز کرده است، و کاستی‌هایی در فناوری‌ها و فرآیندهای اصلی وجود دارد. ظهور میدان ربات انسان‌نما سناریوهای کاربردی و پشتیبانی مالی برای تحقیق و توسعه فناوری را برای شرکت‌های حسگر فراهم کرده است. شرکت‌ها سرمایه‌گذاری خود را در تحقیق و توسعه، حل مشکلات کلیدی مانند مواد اصلی، طراحی تراشه، فرآیندهای تولید و ادغام الگوریتم‌ها، و ارتقای بهبود مستمر عملکرد حسگر افزایش داده‌اند. در همین حال، تقاضا برای ادراک همجوشی چند{7}}سنسوری در روبات‌های انسان‌نما، توسعه حسگرها را از یک-منظوره به چند{9}}یکپارچه‌سازی چند عملکردی سوق داده است، و به پردازش مشترک داده‌ها مانند بینایی، ادراک نیرو، و لمس، و افزایش بیشتر ارزش افزوده و رقابت اصلی محصولات منجر شده است.

این تکرار فن‌آوری نه تنها نیازهای کاربردی ربات‌های انسان‌نما را برآورده می‌کند، بلکه به بازار حسگرهای سنتی بازخورد می‌دهد، سطح فنی کلی صنعت حسگر داخلی را بهبود می‌بخشد، الگوی انحصاری بالاتر{0}در خارج از کشور را می‌شکند، و تبدیل از "-فروش با حجم پایین" به "پیروزی بالا{2}} پایان می‌یابد".

تسریع جایگزینی داخلی: شرکت های حسگر داخلی وارد یک دوره توسعه طلایی می شوند

ظرفیت اصلی تولید و منابع تحقیق و توسعه صنعت جهانی ربات‌های انسان‌نما تمرکز خود را در چین تسریع می‌کند. همراه با تقاضای استراتژیک برای کنترل مستقل زنجیره تامین داخلی، شرکت‌های حسگر داخلی با فرصت‌های بی‌سابقه‌ای برای جایگزینی داخلی مواجه هستند. در مقایسه با شرکت‌های حسگر خارج از کشور، شرکت‌های داخلی مزایایی مانند سرعت پاسخ‌دهی سریع، هزینه‌های قابل کنترل، قابلیت‌های خدمات سفارشی‌شده قوی، و زنجیره‌های تامین نزدیک به تولیدکنندگان ماشین‌های کامل دارند که برآوردن نیازهای تکرار تحقیق و توسعه و تولید انبوه روبات‌های انسان‌نما را برای آن‌ها آسان‌تر می‌کند.

در حال حاضر، تعدادی از شرکت‌های حسگر داخلی به پیشرفت‌های فنی در زمینه‌های خاص مانند بینایی، ادراک نیرو، لمس و سنجش اینرسی دست یافته‌اند و با موفقیت وارد سیستم‌های زنجیره تامین تولیدکنندگان ربات‌های انسان‌نما شده و به عرضه-در مقیاس کوچک دست یافته‌اند. با گسترش مقیاس تولید انبوه روبات‌های انسان‌نما، شرکت‌های حسگر داخلی عمیقاً با تولیدکنندگان پیشرو تجهیزات اصلی (Oems) پیوند خواهند خورد و به پیشرفت‌های همزمان در فناوری، ظرفیت تولید و سهم بازار دست می‌یابند و به تدریج سهم بازار را از شرکت‌های خارج از کشور تصاحب می‌کنند. به‌ویژه در زمینه حسگرهای متوسط-تا-حسگرهای- متوسط ​​​​تا{4}}، روند جایگزینی داخلی تسریع می‌یابد و از اجزای-پایین پشتیبانی به اجزای اصلی نفوذ می‌کند و یک زنجیره تأمین مستقل و قابل کنترل برای حسگرهای ربات انسان‌نما ایجاد می‌کند.

گسترش اکوسیستم صنعتی: هدایت توسعه هماهنگ بالادست و پایین دست

فرصت‌هایی که ربات‌های انسان‌نما برای صنعت حسگر به ارمغان می‌آورند به فرآیند تولید حسگر محدود نمی‌شود، بلکه به کل زنجیره صنعتی، از جمله مواد هسته بالادست، تراشه‌ها و تجهیزات تولید، و همچنین یکپارچه‌سازی سیستم پایین‌دست، بهینه‌سازی الگوریتم و انطباق صحنه، گسترش می‌یابد که یک اکوسیستم صنعتی توسعه هماهنگ را تشکیل می‌دهد.

در بخش بالادستی، تقاضا برای اجزای اصلی مانند مواد منعطف،{0}سنج‌سنج‌های فشار با دقت بالا، تراشه‌های حسگر و دستگاه‌های MEMS افزایش یافته است که منجر به ارتقای فناوری و افزایش ظرفیت شرکت‌های مرتبط شده است. در پیوند میانی، شرکت‌های حسگر در حال تسریع تولید-در مقیاس بزرگ، بهینه‌سازی فرآیند و کنترل هزینه هستند تا رقابت‌پذیری محصول را افزایش دهند. در بخش پایین‌دستی، شرکت‌های یکپارچه‌سازی سیستم بر توسعه الگوریتم‌های همجوشی چند{4}}سنسوری برای بهبود عملکرد کلی سیستم‌های ادراک و انطباق با سناریوهای متنوع مانند صنعت، مراقبت‌های بهداشتی، خدمات خانگی و عملیات ویژه تمرکز می‌کنند. این توسعه هماهنگ کل زنجیره صنعتی فرصت‌ها را در صنعت حسگر بزرگ‌تر می‌کند، اثر تجمع صنعتی را شکل می‌دهد و تعدادی از شرکت‌های حسگر پیشرو با رقابت جهانی را پرورش می‌دهد.

چالش ها و فرصت ها در کنار هم وجود دارند: جهت اصلی توسعه صنعت

اگرچه روبات‌های انسان‌نما فرصت‌های بزرگی را برای صنعت حسگر به ارمغان آورده‌اند، اما این صنعت همچنان با چالش‌هایی مانند برخی موانع فنی اصلی، هزینه‌های تولید انبوه نسبتاً بالا، قابلیت اطمینان و پایداری قابل تأیید و سیستم استاندارد ناقص مواجه است. برای شرکت های حسگر، برای به دست آوردن این دور از سود صنعتی، آنها باید روی سه جهت اصلی تمرکز کنند: اول، توسعه عمیق بازارهای خاص، غلبه بر فناوری های اصلی، و افزایش دقت و قابلیت اطمینان محصول. دوم، سرعت بخشیدن به تولید انبوه-در مقیاس بزرگ، بهینه سازی فرآیندهای تولید، ترویج کاهش هزینه و برآورده ساختن تقاضاهای تولید انبوه سازندگان تجهیزات اصلی. سوم، تقویت همکاری با تولید کنندگان ماشین آلات و موسسات تحقیقاتی، تمرکز بر تحقیق و توسعه سفارشی بر اساس الزامات صحنه، و دستیابی به یکپارچگی عمیق فناوری و کاربرد.

نتیجه گیری

روبات‌های انسان‌نما، به‌عنوان پایانه‌های هوشمند نسل بعدی، وارد یک دوره پنجره بحرانی در فرآیند صنعتی‌سازی خود شده‌اند، در حالی که صنعت حسگر، به‌عنوان یک صنعت اصلی پشتیبان، اکنون بازاری از اقیانوس آبی به ارزش صدها میلیارد یوان را در بر گرفته است. این نه تنها گسترش مقیاس بازار است، بلکه فرصتی جامع برای ارتقای فناوری، جایگزینی داخلی و ساخت و ساز زیست محیطی است که به طور کامل چشم انداز صنعت حسگر جهانی را تغییر می دهد. برای شرکت‌های حسگر داخلی، استفاده از فرصت رشد انفجاری صنعت ربات‌های انسان‌نما، با تمرکز بر پیشرفت‌ها در فناوری‌های اصلی و طرح‌بندی بازار، انتظار می‌رود که جهشی از دنبال‌کردن به پیشرو داشته باشند، صنعت حسگر چین را برای ورود به آرایه‌های{3}بالاترین جهانی و تبدیل شدن به قطب رشد اصلی در زمینه تولید{{4}بالا ارتقاء دهد.