人形机器人感知系统的特点：多模态感知、高精度、实时性

       感知系统是人形机器人实现智能交互和自主行动的关键组成部分。该系统通常包括多种传感器和算法，用于收集、处理和分析来自外部环境的信息。不同企业所采用的感知系统会有所不同，如优必选、小米科技、宇树科技等。

　　人形机器人感知系统包括哪些传感器和算法

　　人形机器人感知系统包括各种传感器，如视觉传感器：通过模拟人类双眼视觉系统的观测原理，利用双目相机、深度相机、激光雷达等获取周围环境的真实空间信息。例如，特斯拉在人形机器人上采用纯视觉方案，使用三颗摄像头实现低成本的环境感知。

　　位置传感器：如IMU(惯性测量单元)，用于测量机器人的运动及姿态信息。关节力控传感器：包括一维压力传感器和一维力矩传感器，用于测量关节的力和力矩信息。特斯拉在每个线性关节和旋转关节上分别放置这些传感器，以实现高精度的运动控制。

　　手腕和脚踝传感器：采用六维力矩传感器，提供手腕和脚踝的力和力矩信息。这些传感器对于提高机器人的灵巧性和稳定性至关重要。

　　触觉传感器：增加手部触觉传感器可以提高机器人手部的灵巧性能。特斯拉在手部使用了10个触觉传感器，而其他厂商也在探索基于视觉方案的触觉传感器。

　　算法方面，如视觉感知算法，包括双目三维环境感知、3D点云配准、位姿估计算法等，用于实现对外界环境的真实刻画及数字模型的重建。

　　数据融合算法：将来自不同传感器的数据进行融合，提高感知系统的准确性和鲁棒性。

　　一般来说，人形机器人的感知系统会采用多模态感知，通过集成多种传感器，实现视觉、位觉、触觉等多模态感知，以获取更全面的环境信息，另外还需要高精度和实时性，采用高精度传感器和算法，可以确保感知系统能够准确感知外部环境的变化，感知系统需要具备高实时性，以确保机器人能够及时响应环境变化。

　　市面上的人形机器人都采用怎样的感知技术

　　目前市面上已经有多款人形机器人，如优必选的人形机器人Walker X，它的感知系统主要由高性能伺服关节、多维力觉、多目立体视觉、全向听觉、惯性及测距等全方位的感知技术构成。

　　具体来看，Walker X拥有41个高性能伺服关节，这些关节不仅具备高转矩(4.5Nm-200Nm)和高转速(30rpm-90rpm)的特点，还通过精确的控制算法实现了快速而稳定的运动。这些伺服关节是Walker X感知系统的重要组成部分，为机器人的四肢提供了灵活而有力的支持。

　　Walker X具备多维力觉感知能力，能够实时感知机器人四肢与外界环境的接触力大小和方向。这种感知能力使得Walker X能够在复杂环境中进行柔顺的物理交互，确保人机交互的安全性。

　　Walker X采用了多目立体视觉技术，通过多个摄像头捕捉周围环境的三维信息。这种技术使得Walker X能够实时感知物体的位置、形状和大小等信息，为机器人的导航、避障和物体识别等任务提供了重要的支持。

　　另外，Walker X的全向听觉系统能够实时感知来自四面八方的声音信息。通过先进的音频处理算法，Walker X能够准确识别语音指令、环境噪音等信息，并与用户进行自然的语言交互。

　　Walker X还配备了惯性和测距传感器，用于实时感知自身的姿态、速度和位置等信息。这些传感器能够确保Walker X在行走、导航等任务中的稳定性和准确性。

　　小米科技的人形机器人CyberOne，其感知系统由多个传感器和先进的算法组成，使得机器人能够实时感知周围环境，进行自主运动及决策。该系统集成了多种感知技术，包括视觉、听觉、力觉等，确保机器人在各种复杂环境中都能做出准确的反应。

　　视觉感知方面，CyberOne搭载了自研的Mi-Sense深度视觉模组，结合AI算法，使其具有完整的三维空间感知能力。该视觉系统能够对真实世界进行三维虚拟重建，为机器人的导航、避障和物体识别等任务提供重要支持。同时，通过深度学习和计算机视觉技术，CyberOne能够实现人物身份识别、手势识别、表情识别等功能，从而与人类进行更自然的交互。

　　听觉感知方面，CyberOne具备全向听觉系统，能够实时感知来自四面八方的声音信息。结合自研的MiAI环境语意识别引擎和MiAI语音情绪识别引擎，CyberOne能够识别85种环境音和6大类45种人类情绪，实现更智能的交互体验。

　　力觉感知方面，CyberOne具备多维力觉感知能力，能够实时感知机器人四肢与外界环境的接触力大小和方向，确保人机交互的安全性。CyberOne还配备了惯性和测距传感器，用于实时感知自身的姿态、速度和位置等信息，确保机器人在行走、导航等任务中的稳定性和准确性。

　　宇树科技人形机器人Unitree G1的感知系统是其实现智能化交互和高效任务执行的核心部分。视觉感知方面，Unitree G1搭载了Intel RealSense D435摄像机和LIVOX-MID360 3D激光雷达，这些先进的视觉传感器共同构成了G1的全方位探测与感知能力。通过这些传感器，G1能够实现360°的探测感知，极大地增强了其对周围环境的理解和适应性。

　　传感器配置方面，Unitree G1配备Intel RealSense D435摄像机，这是一款高性能的RGB-D摄像机，能够提供深度信息和彩色图像，帮助G1识别物体和人员，以及构建周围环境的三维模型。Unitree G1还配备LIVOX-MID360 3D激光雷达，这款激光雷达能够扫描周围的环境，为G1提供精确的距离测量和障碍物检测，确保机器人在复杂环境中的安全导航。

　　写在最后

　　目前而言，随着人工智能技术的发展，人形机器人的感知系统将更加智能化，能够更好地理解和响应人类的需求。未来的感知系统也将更加模块化，可以根据不同的应用场景和需求进行灵活配置和扩展。同时，随着传感器和算法的不断发展，人形机器人感知系统的成本将逐渐降低，人形机器人也将会更加普及和实用。