人形機器人感知系統的特點：多模態感知、高精度、實時性

       感知系統是人形機器人實現智能交互和自主行動的關鍵組成部分。該系統通常包括多種傳感器和算法，用于收集、處理和分析來自外部環境的信息。不同企業所采用的感知系統會有所不同，如優必選、小米科技、宇樹科技等。

　　人形機器人感知系統包括哪些傳感器和算法

　　人形機器人感知系統包括各種傳感器，如視覺傳感器：通過模擬人類雙眼視覺系統的觀測原理，利用雙目相機、深度相機、激光雷達等獲取周圍環境的真實空間信息。例如，特斯拉在人形機器人上采用純視覺方案，使用三顆攝像頭實現低成本的環境感知。

　　位置傳感器：如IMU(慣性測量單元)，用于測量機器人的運動及姿態信息。關節力控傳感器：包括一維壓力傳感器和一維力矩傳感器，用于測量關節的力和力矩信息。特斯拉在每個線性關節和旋轉關節上分別放置這些傳感器，以實現高精度的運動控制。

　　手腕和腳踝傳感器：采用六維力矩傳感器，提供手腕和腳踝的力和力矩信息。這些傳感器對于提高機器人的靈巧性和穩定性至關重要。

　　觸覺傳感器：增加手部觸覺傳感器可以提高機器人手部的靈巧性能。特斯拉在手部使用了10個觸覺傳感器，而其他廠商也在探索基于視覺方案的觸覺傳感器。

　　算法方面，如視覺感知算法，包括雙目三維環境感知、3D點云配準、位姿估計算法等，用于實現對外界環境的真實刻畫及數字模型的重建。

　　數據融合算法：將來自不同傳感器的數據進行融合，提高感知系統的準確性和魯棒性。

　　一般來說，人形機器人的感知系統會采用多模態感知，通過集成多種傳感器，實現視覺、位覺、觸覺等多模態感知，以獲取更全面的環境信息，另外還需要高精度和實時性，采用高精度傳感器和算法，可以確保感知系統能夠準確感知外部環境的變化，感知系統需要具備高實時性，以確保機器人能夠及時響應環境變化。

　　市面上的人形機器人都采用怎樣的感知技術

　　目前市面上已經有多款人形機器人，如優必選的人形機器人Walker X，它的感知系統主要由高性能伺服關節、多維力覺、多目立體視覺、全向聽覺、慣性及測距等全方位的感知技術構成。

　　具體來看，Walker X擁有41個高性能伺服關節，這些關節不僅具備高轉矩(4.5Nm-200Nm)和高轉速(30rpm-90rpm)的特點，還通過精確的控制算法實現了快速而穩定的運動。這些伺服關節是Walker X感知系統的重要組成部分，為機器人的四肢提供了靈活而有力的支持。

　　Walker X具備多維力覺感知能力，能夠實時感知機器人四肢與外界環境的接觸力大小和方向。這種感知能力使得Walker X能夠在復雜環境中進行柔順的物理交互，確保人機交互的安全性。

　　Walker X采用了多目立體視覺技術，通過多個攝像頭捕捉周圍環境的三維信息。這種技術使得Walker X能夠實時感知物體的位置、形狀和大小等信息，為機器人的導航、避障和物體識別等任務提供了重要的支持。

　　另外，Walker X的全向聽覺系統能夠實時感知來自四面八方的聲音信息。通過先進的音頻處理算法，Walker X能夠準確識別語音指令、環境噪音等信息，并與用戶進行自然的語言交互。

　　Walker X還配備了慣性和測距傳感器，用于實時感知自身的姿態、速度和位置等信息。這些傳感器能夠確保Walker X在行走、導航等任務中的穩定性和準確性。

　　小米科技的人形機器人CyberOne，其感知系統由多個傳感器和先進的算法組成，使得機器人能夠實時感知周圍環境，進行自主運動及決策。該系統集成了多種感知技術，包括視覺、聽覺、力覺等，確保機器人在各種復雜環境中都能做出準確的反應。

　　視覺感知方面，CyberOne搭載了自研的Mi-Sense深度視覺模組，結合AI算法，使其具有完整的三維空間感知能力。該視覺系統能夠對真實世界進行三維虛擬重建，為機器人的導航、避障和物體識別等任務提供重要支持。同時，通過深度學習和計算機視覺技術，CyberOne能夠實現人物身份識別、手勢識別、表情識別等功能，從而與人類進行更自然的交互。

　　聽覺感知方面，CyberOne具備全向聽覺系統，能夠實時感知來自四面八方的聲音信息。結合自研的MiAI環境語意識別引擎和MiAI語音情緒識別引擎，CyberOne能夠識別85種環境音和6大類45種人類情緒，實現更智能的交互體驗。

　　力覺感知方面，CyberOne具備多維力覺感知能力，能夠實時感知機器人四肢與外界環境的接觸力大小和方向，確保人機交互的安全性。CyberOne還配備了慣性和測距傳感器，用于實時感知自身的姿態、速度和位置等信息，確保機器人在行走、導航等任務中的穩定性和準確性。

　　宇樹科技人形機器人Unitree G1的感知系統是其實現智能化交互和高效任務執行的核心部分。視覺感知方面，Unitree G1搭載了Intel RealSense D435攝像機和LIVOX-MID360 3D激光雷達，這些先進的視覺傳感器共同構成了G1的全方位探測與感知能力。通過這些傳感器，G1能夠實現360°的探測感知，極大地增強了其對周圍環境的理解和適應性。

　　傳感器配置方面，Unitree G1配備Intel RealSense D435攝像機，這是一款高性能的RGB-D攝像機，能夠提供深度信息和彩色圖像，幫助G1識別物體和人員，以及構建周圍環境的三維模型。Unitree G1還配備LIVOX-MID360 3D激光雷達，這款激光雷達能夠掃描周圍的環境，為G1提供精確的距離測量和障礙物檢測，確保機器人在復雜環境中的安全導航。

　　寫在最后

　　目前而言，隨著人工智能技術的發展，人形機器人的感知系統將更加智能化，能夠更好地理解和響應人類的需求。未來的感知系統也將更加模塊化，可以根據不同的應用場景和需求進行靈活配置和擴展。同時，隨著傳感器和算法的不斷發展，人形機器人感知系統的成本將逐漸降低，人形機器人也將會更加普及和實用。