东兴证券最新人形机器人专题报告指出，传感器是机器人感知物理世界的窗口，也是迈向智能化的基础。以特斯拉Optimus为例，单台人形机器人需要1套视觉传感器、14个一维力矩传感器、4个六维力矩传感器、10个MEMS触觉传感器等，传感器成本占比高达30%。GGII预测，2030年全球人形机器人市场规模将达150亿美元，2024-2030年CAGR超56%。传感器作为价值占比最大的环节，正迎来前所未有的发展机遇。
人形机器人传感器类型与用量，单台价值12.86万元
人形机器人要实现类人化的感知与交互，需要配备多种类型的传感器。视觉传感器用于目标识别定位和缺陷检测；听觉传感器主要为麦克风，实现语音识别和人机对话；力传感器主要为力矩传感器，将扭力物理变化转化为电信号；触觉传感器覆盖于三维载体表面，实现接触力、温度、湿度、震动等特性检测，被称为"电子皮肤"。
以特斯拉Optimus为例，单台人形机器人需要1套视觉传感器、1套位置传感器、14个一维力矩传感器、14个一维压力传感器、4个六维力矩传感器、10个MEMS触觉传感器（手指部位）、1套薄膜传感器【2†L11-L14】。传感器整体BOM成本为42.08万元，传感器价值达12.86万元，成本占比约30%【2†L11-L14】。传感器是价值占比最大的环节，趋势向多维度、高精度、高集成度、高延展性方向发展，高维力矩传感器和高维触觉传感器是当前研究重点。
视觉与力觉传感器，机器人的"眼睛"与"肌肉"
视觉传感器是人形机器人感知环境的核心。奥比中光表示，目前市面上主流人形机器人视觉方案为使用3D结构光相机、iToF相机或同时使用两种相机【1†L6-L7】。视觉传感器可实现目标识别定位、尺寸测量、缺陷检测、条码识别等功能【1†L6-L7】。奥比中光已就相关产品与部分人形机器人客户进行适配，2024年上半年推出的Gemini 335和336系列全场景双目3D相机可在复杂动态环境中稳定输出高质量深度数据。
力传感器是人形机器人完成精细操作的关键。力传感器主要为力矩传感器，可在各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩进行检测，将扭力物理变化转化为精确电信号【1†L8-L9】。按测量维度分为一维、三维、六维力矩传感器，为机器人力控和运动控制提供力感信息【1†L8-L9】。六维力传感器能够同时测量三个方向的力和三个方向的力矩，是实现复杂精细作业的核心部件。
触觉与MEMS传感器，"电子皮肤"与微型化感知
触觉传感器大多被排列成矩阵组成阵列触觉传感器，空间分辨率可达毫米级，接近人类皮肤，因而被称为"电子皮肤"【1†L10-L11】。可覆盖于人形机器人三维载体表面，实现与环境接触力、温度、湿度、震动、材质、软硬等特性的检测【1†L10-L11】。限于批量化生产技术的限制，柔性触觉传感器/电子皮肤仍处于起步阶段，国内厂商产品性能与国外存在一定差距，主要应用在消费电子领域，在人形机器人领域的应用处于验证阶段。
MEMS传感器是一种集成了微型机械、电路、传感器及控制器的复杂系统，具备微米甚至纳米级尺寸，在灵敏度、响应速度、尺寸和成本方面具有独特优势【1†L12-L13】。广泛应用于压力、温度、加速度、角速度、力、扭矩和流量等物理量的测量【1†L12-L13】。在人形机器人中，MEMS传感器主要用于手指部位的触觉感知和姿态控制。国内MEMS行业正处于"规模扩张"向"质量升级"转型期【3†L8-L9】。
传感器市场空间，2030年150亿美元与CAGR 56%
通过测算人形机器人在不同领域的渗透率，GGII预测2024年全球人形机器人市场规模为10.17亿美元，到2030年将达150亿美元，2024-2030年CAGR超56%，全球人形机器人销量将从1.19万台增长至60.57万台【2†L9-L11】。中国人形机器人赛道年均增速高于全球平均水平，2024年市场规模21.58亿元，到2030年将达近380亿元，CAGR超61%，销量从0.40万台增长至27.12万台【2†L9-L11】。
智能传感器市场同步扩张。2023年全球智能传感器市场规模468.9亿美元，2019-2023年CAGR达10.01%，2024年预计达520.4亿美元【3†L4-L5】。2023年中国智能传感器市场规模1336.2亿元，近五年CAGR达15.96%，高于全球水平，2024年预计达1551.2亿元【3†L4-L5】。中国MEMS传感器市场2025年有望达1550.37亿元，2031年有望达2583.76亿元【3†L11-L12】。
全球与中国智能传感器市场规模| 市场 | 2023年 | 2024E | 2025E | 2030E/2031E | CAGR |
|---|
| 全球智能传感器 | 468.9亿美元 | 520.4亿美元 | — | — | 10.01% |
| 中国智能传感器 | 1336.2亿元 | 1551.2亿元 | — | — | 15.96% |
| 中国MEMS传感器 | — | — | 1550.37亿元 | 2583.76亿元（2031） | — |
| 全球人形机器人 | — | 10.17亿美元 | — | 150亿美元（2030） | 56% |
