特斯拉人形機器人Optimus量產在即。根據(jù)特斯拉計劃，將會在2025年啟動Optimus機器人的限量生產階段，初期產量將保持較低水平，主要用于特斯拉內部的運營需求，預計2025年量產千臺級Optimus機器人，2026年Optimus機器人將進入大規(guī)模生產階段。
國內方面，優(yōu)必選、宇樹、傅立葉、智元、樂聚等人形機器人本體廠商引領產業(yè)進程；華為、小鵬、小米、廣汽集團等加碼布局人形機器人賽道，重量級玩家不斷增多加速產業(yè)高速發(fā)展。
從人形機器人供應鏈來看，本體、靈巧手、絲杠、減速器、傳感器、電機等都是值得重點關注的高價值環(huán)節(jié)。
其中，傳感器是人形機器人感知層關鍵零部件。人形機器人所用傳感器包括力/力矩傳感器、觸覺傳感器、視覺傳感器等，本文重點梳理力/力矩傳感器環(huán)節(jié)。
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力傳感器行業(yè)概覽
力傳感器是檢測和度量力的裝置，由力敏元件、轉換元件和信號處理單元等具體元件組成。
根據(jù)感力原理的不同，力傳感器主要分為應變式、光學式、電容式和壓電式幾類。
整體來看，電容傳感器的成本優(yōu)勢明顯、光學傳感器動態(tài)特性優(yōu)勢突出、壓電傳感器的剛度和動態(tài)特性較優(yōu)。
而硅應變傳感器在穩(wěn)定性、信噪比以及動態(tài)特性等方面有較大優(yōu)勢，是當前的主流技術。
按照測量維度的不同，力傳感覺器可以分為一維至六維力傳感器。
從主流的傳感器的測量維度來看，一、三、六維力矩傳感器為常見產品，二、五維力矩的相對較少。
而測量維度的數(shù)量越多，產品生產難度越大。
人形機器人對力傳感器需求明確，以特斯拉人形機器人Optimus為例，關節(jié)使用扭矩傳感器和拉力傳感器，手腕和腳腕關節(jié)使用六維力傳感器，能夠同時測量三維空間中的三個力分量和三個力矩分量，為機器人提供全面的力覺信息。
資料來源：特斯拉官網
六維力傳感器是實現(xiàn)精細化力控制的核心零部件。
在人形機器人的末端安裝六維力傳感器，可以獲取力傳感器往后段的力覺信息。
例如，智元機器人公司的遠征A2W內置六維力傳感器，配備兩個高精度力控7自由度雙臂，定位于工廠柔性制造場景，對比單一位置控制方式，可以基于力控進行更精細化控制。
資料來源：智元機器人官網
與單維力傳感器相比，多維力傳感器除了要解決對所測力分量敏感的單調性、一致性問題外，還需解決因結構加工和工藝誤差引起的維間干擾問題、動靜態(tài)標定問題以及矢量運算中的解耦算法和電路實現(xiàn)等，對設備和材料要求較高，研發(fā)制造難度遠高于單維力傳感器。
另外，六維力傳感器還存在全方位機械過載保護、溫度漂移和穩(wěn)定性控制、多通道信號及實時數(shù)據(jù)處理和傳感器融合等技術壁壘。
六維力傳感器所需應變片數(shù)量也是單維力傳感器的數(shù)倍，疊加生產難度大，其成本遠高于單維力矩傳感器。
應用領域來看，六維力傳感器早期應用場景以航天領域的空間機械臂為主，目前六維力矩傳感器的應用下游以機器人、醫(yī)療領域為主，未來人形機器人有望打開六維力矩傳感器的應用新場景。
目前六維力傳感器市場基數(shù)偏小，尚未形成明顯規(guī)模效應。
全球市場格局來看，國外老牌廠商眾多，歐美國家起步較早。
ATI率先開發(fā)出六維力和力矩傳感器，能夠測量XYZ三個方向的力和力矩。在全球六維力傳感器市場中，ATI占據(jù)較大的市場份額，是眾多機器人和自動化設備制造商的首選供應商。
此外，AMTI、Epson、Schunk、Kistler等海外廠商在靈敏度、串擾等方面也具有領先優(yōu)勢。
國內方面來看，早期我國研發(fā)團隊多為國防軍工和科研院所，受益于機器人市場需求催化，市場近年來入局者也在逐年增加。
整體來看，六維力傳感器市場格局較為集中，前十廠商合計份額達約70%。
其中國外企業(yè)如ATI等仍占據(jù)較大份額，國內廠商中，宇立儀器、藍點觸控、坤維信息、鑫精誠、海伯森等具備較強競爭力，部分指標對標海外產品，柯力傳感、昊志機電、安培龍、神源生智能、瑞爾特測控等公司近年來也加速布局。
未來人形機器人批量應用帶來的降本需求，六維力/力矩傳感器國內供應商產業(yè)閉環(huán)有望逐步實現(xiàn)，國內供應鏈有望加速實現(xiàn)國產替代。（來源樂晴智庫精選）
