人形機(jī)器人新趨勢(shì)：觸覺(jué)、視覺(jué)、力覺(jué)傳感器需求量處于爆發(fā)前夜

來(lái)源：紅刊財(cái)經(jīng) | 周文萍 本文來(lái)自《證券市場(chǎng)周刊》，其創(chuàng)辦于1992年3月，是中國(guó)最早的專業(yè)性證券傳媒。《證券市場(chǎng)周刊》是中國(guó)最具權(quán)威性的證券雜志。被美國(guó)期刊協(xié)會(huì)評(píng)為“世界十大財(cái)經(jīng)媒體之一”。 馬斯克在2023年12月發(fā)布的Optimus Gen2人形機(jī)器人，凸顯了新一代機(jī)器人在觸覺(jué)、視覺(jué)、力覺(jué)等方面都有了很大進(jìn)步。而A股相關(guān)傳感器公司目前處于“稀缺狀態(tài)”，但市場(chǎng)需求正逐漸爆發(fā)。 在智能化時(shí)代，傳感器已經(jīng)成為連接虛擬和現(xiàn)實(shí)的重要橋梁。據(jù)《2023中國(guó)智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》預(yù)測(cè)，全球傳感器市場(chǎng)規(guī)模2025年將達(dá)572.5億美元，未來(lái)3年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到11%。報(bào)告同時(shí)還指出，我國(guó)傳感器市場(chǎng)到2025年有望達(dá)到1795.5億元。 此外，2023年9月以來(lái)，我國(guó)連續(xù)出臺(tái)多個(gè)有關(guān)機(jī)器人發(fā)展的政策，特別是《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》是我國(guó)人形機(jī)器人領(lǐng)域首個(gè)頂層設(shè)計(jì)文件。在市場(chǎng)規(guī)模有望大幅增長(zhǎng)的前景下，以及政策的大力支持下，A股市場(chǎng)中的傳感器概念股，特別是產(chǎn)品在機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用最多的觸覺(jué)、視覺(jué)、力覺(jué)傳感器公司，有望獲得業(yè)績(jī)?cè)龊駲C(jī)會(huì)。

六維力傳感器是機(jī)器人精準(zhǔn)力控的優(yōu)選方案 在馬斯克展示的視頻中，Optimus Gen2人形機(jī)器人在步行速度上相比前一代提升30%，且在單腿實(shí)現(xiàn)瑜伽動(dòng)作之外，還能平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)90度深蹲。Optimus Gen2實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)行走背后，除了減速器的作用，顯然與其足部增加六維力傳感器有關(guān)，其讓機(jī)器人在觸覺(jué)反饋方面有了穩(wěn)步提升。 六維力傳感器又叫六軸力傳感器、六分量天平、六軸力/力矩傳感器等，作為維度最高的力覺(jué)傳感器，其實(shí)際上就是一種可以同時(shí)檢測(cè)3個(gè)力分量和3個(gè)力矩分量的力傳感器，根據(jù)X、Y、Z方向的力分量和力矩分量可以得到合力和合力矩。其相較于一維力、三維力傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，復(fù)雜測(cè)量環(huán)境下容易產(chǎn)生誤差相比，六維力傳感器體積更小，憑借著全方位感知、靈敏度、精確度高、反饋實(shí)時(shí)的性能優(yōu)勢(shì)，幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)柔順化、智能化控制。 不過(guò)，因起步晚，國(guó)內(nèi)六維力傳感器產(chǎn)品的性能距離國(guó)際頭部企業(yè)仍有一定差距，目前以美國(guó)ATI為代表的海外企業(yè)主導(dǎo)了全球六維力傳感器市場(chǎng)，我國(guó)的六維力傳感器生產(chǎn)企業(yè)因受制于維間耦合和標(biāo)定檢測(cè)等技術(shù)壁壘，仍處于產(chǎn)業(yè)早期。公開(kāi)資料顯示，目前我國(guó)生產(chǎn)力矩傳感器的上市公司主要有柯力傳感、中航電測(cè)、昊志機(jī)電、瀚川智能、八方股份、蘇州固锝等。

對(duì)于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，我國(guó)多年來(lái)一直不斷出臺(tái)相關(guān)政策支持，特別是2023年9月以來(lái)，相繼出臺(tái)了《關(guān)于組織開(kāi)展2023年未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥工作的通知》和《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》，其中，《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》是我國(guó)人形機(jī)器人領(lǐng)域首個(gè)頂層設(shè)計(jì)文件，其將人形機(jī)器人提升到了國(guó)家戰(zhàn)略高度，這意味著未來(lái)2~3年內(nèi)中國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有望迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。 人形機(jī)器人未來(lái)幾年出貨量出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，意味著在人形機(jī)器人中應(yīng)用較多的觸覺(jué)、視覺(jué)、力覺(jué)傳感器的市場(chǎng)增量空間將得到明顯提升。據(jù)GGII（高工產(chǎn)研）預(yù)計(jì)，2027年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)六維力傳感器銷(xiāo)量有望突破84000套，復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)58.64%，其中機(jī)器人行業(yè)銷(xiāo)量有望突破42000套；國(guó)內(nèi)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模將超15億元，復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)44.39%。 中泰證券判斷，“如果保守/中性/樂(lè)觀情況下，2030年人形機(jī)器人產(chǎn)量分別約為72萬(wàn)、103萬(wàn)、146萬(wàn)臺(tái)，單機(jī)體使用4個(gè)六維力傳感器，分布于腕部和踝部，則2030年人形機(jī)器人所需的六維力傳感器市場(chǎng)規(guī)模分別約為72億元、103億元、146億元?！? 在生產(chǎn)六維力傳感器的企業(yè)中，柯力傳感、昊志機(jī)電、瀚川智能是明確自己生產(chǎn)的力矩傳感包含了六維力傳感器，且可用于機(jī)器人。目前來(lái)看，三者最新總市值分別為92億元、53億元、37億元，隸屬中小盤(pán)股行列。 以瀚川智能為例，其于2019年7月登陸科創(chuàng)板，是首批科創(chuàng)板上市公司，是集自動(dòng)化設(shè)備和工業(yè)軟件一體化的智能制造整體解決方案提供商。2023年12月18日，瀚川智能在上證e互動(dòng)平臺(tái)回復(fù)投資人問(wèn)題時(shí)表示，“全資子公司蘇州瀚海皓星投資管理有限公司于2020年12月投資了坤維科技，持股比例為4.56%?！倍ぞS科技已成功自主研發(fā)量產(chǎn)準(zhǔn)度高于0.5%的六維力傳感器，目前在國(guó)內(nèi)的市占率超過(guò)50%。

據(jù)坤維科技官網(wǎng)信息，公司成立于2018年，是一家致力于提供高精度力覺(jué)傳感器（六維力傳感器）及力控解決方案的高新技術(shù)企業(yè)。公司主營(yíng)智能力覺(jué)傳感器的研發(fā)、制造、銷(xiāo)售及技術(shù)推廣，開(kāi)發(fā)面向機(jī)器人及其他智能裝備行業(yè)的力覺(jué)傳感器產(chǎn)品，為機(jī)器人及其它智能裝備、工業(yè)過(guò)程監(jiān)控、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、科研測(cè)試測(cè)量等領(lǐng)域提供力覺(jué)測(cè)量解決方案及相關(guān)產(chǎn)品。 昊志機(jī)電所擁有的六維力傳感器技術(shù)目前已被應(yīng)用在按摩機(jī)器人身上。在深交所互動(dòng)易平臺(tái)上，昊志機(jī)電明確表示，“公司研發(fā)的力矩傳感器主要用于機(jī)器人整機(jī)上，作用于末端，識(shí)別力和扭矩，目前公司產(chǎn)品已應(yīng)用于按摩機(jī)器人，且已形成批量銷(xiāo)售”。同時(shí)還指出“公司開(kāi)發(fā)的力矩傳感器具有四大特點(diǎn)：（1）6通道模擬信號(hào)輸入，低噪聲儀表放大。（2）18或24位A/D轉(zhuǎn)換，采樣率高達(dá)1KHz。（3）通信協(xié)議：Ethercat、以太網(wǎng)、CAN、R485等多種選擇。（4）溫度自補(bǔ)償，零漂蠕變小，結(jié)構(gòu)解耦?！? 柯力傳感生產(chǎn)的六維力傳感器雖然暫不應(yīng)用于人形機(jī)器人，且尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但公司明確表示，“可用于機(jī)器手臂運(yùn)動(dòng)與工作載荷監(jiān)測(cè)、曲面研磨拋光、加工中心精雕加工、醫(yī)療設(shè)備精密測(cè)控等。”作為一家市占率多年高踞國(guó)內(nèi)力學(xué)傳感器行業(yè)榜首的企業(yè)，人形機(jī)器人概念新風(fēng)潮的崛起，必然讓其生產(chǎn)的六維力傳感器擁有全新應(yīng)用場(chǎng)景，進(jìn)而提升公司基本面。

柔性觸覺(jué)傳感器強(qiáng)化機(jī)器人感知能力 馬斯克發(fā)布的Optimus Gen2人形機(jī)器人視頻顯示，其手臂和雙手可以像人類一樣移動(dòng)，而且動(dòng)作精準(zhǔn)，甚至能處理雞蛋等易碎物品，這意味著特斯拉的Optimus Gen2的所有手指已經(jīng)具備一定的觸覺(jué)功能了。 觸覺(jué)是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)與環(huán)境直接作用的必須媒介，其主要任務(wù)是為了獲取對(duì)象與環(huán)境信息或?yàn)橥瓿赡撤N作業(yè)任務(wù)而對(duì)目標(biāo)對(duì)象、環(huán)境相互作用時(shí)的一系列物理特征量進(jìn)行檢測(cè)或感知。人形機(jī)器人未來(lái)要想擁有類人觸覺(jué)，必然要求觸覺(jué)傳感器向著高密度、高靈敏、響應(yīng)快、多功能、集成化和高性價(jià)比發(fā)展。 近年來(lái)，隨著MEMS技術(shù)、新材料、新工藝的發(fā)展，觸覺(jué)傳感器開(kāi)始向柔性化、輕量化、高陣列、高靈敏度的方向發(fā)展，以柔性化、輕量化、可擴(kuò)展、多功能的電子觸覺(jué)皮膚為代表的柔性觸覺(jué)傳感器成為資本看中的熱點(diǎn)，其目前除了在機(jī)器人領(lǐng)域有所應(yīng)用外，已在消費(fèi)電子、醫(yī)療健康、航空航天以及其他人機(jī)交互的場(chǎng)景得到較為廣泛的應(yīng)用。 據(jù)QY Research數(shù)據(jù)，2022年全球柔性觸覺(jué)傳感器約15.3億美元市場(chǎng)，預(yù)計(jì)2029年全球柔性觸覺(jué)傳感器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到53.2億美元，2022~2029年CAGR為17.9%，醫(yī)療及機(jī)器人領(lǐng)域需求為市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。目前來(lái)看，Novasentis、Tekscan,Inc.等頭部公司2022年占據(jù)了全球57.1%的市場(chǎng)份額，而國(guó)內(nèi)企業(yè)中，能斯達(dá)（漢威科技子公司）、帕西尼傳感、力感科技等諸多公司雖然均有柔性傳感器生產(chǎn)布局，但仍處于早期階段，多功能柔性觸覺(jué)傳感技術(shù)仍是國(guó)內(nèi)“卡脖子”技術(shù)。

當(dāng)然，若從柔性電子（包括電子皮膚概念）角度看，A股市場(chǎng)布局其中的相關(guān)上市公司并不在少數(shù)，比如漢威科技、中航電測(cè)、弘信電子、中京電子、深天馬A、丹邦科技、敏芯股份、芯動(dòng)聯(lián)科、申昊科技等，但這其中，敏芯股份、芯動(dòng)聯(lián)科、申昊科技是生產(chǎn)Mems傳感器企業(yè)，弘信電子生產(chǎn)FPC柔性電路板……真正在公開(kāi)場(chǎng)合提到自己生產(chǎn)電子皮膚的也只有漢威科技。 公開(kāi)資料顯示，漢威科技是國(guó)內(nèi)知名的氣體傳感器及儀表制造商、物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供商，公司構(gòu)建了相對(duì)完整的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）生態(tài)圈，形成了“傳感器+監(jiān)測(cè)終端+數(shù)據(jù)采集+空間信息技術(shù)+云應(yīng)用+AI”的系統(tǒng)解決方案，旗下子公司蘇州能斯達(dá)的柔性微納傳感器目前已在智能機(jī)器人領(lǐng)域有明確的應(yīng)用，并與小米科技、九號(hào)科技、深圳科易機(jī)器人等積極開(kāi)展業(yè)務(wù)合作。 對(duì)于柔性傳感器，漢威科技在深交所互動(dòng)易平臺(tái)答投資人問(wèn)時(shí)表示，“公司的柔性傳感器可以應(yīng)用于柔性壓力、溫濕度等感知、反饋及手套、織物、蒙皮等多個(gè)場(chǎng)景，未來(lái)不排除用于人形機(jī)器人領(lǐng)域，但目前尚處于早期研發(fā)階段?！?/p>

相對(duì)來(lái)說(shuō)，雖然弘信電子沒(méi)有明確自己的產(chǎn)品應(yīng)用于人形機(jī)器人，但其卻是國(guó)內(nèi)柔性電子第一股，其子公司瑞滸科技在柔性壓力傳感器領(lǐng)域有一定布局。公司在深交所互動(dòng)易平臺(tái)稱：“公司控股子公司瑞湖科技在柔性壓力傳感器、壓力感應(yīng)按鍵、應(yīng)變薄膜等領(lǐng)域已形成深厚積累，瑞湖科技的產(chǎn)品已大量應(yīng)用到消費(fèi)電子以及智能家居領(lǐng)域。根據(jù)瑞湖科技已進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，公司壓力傳感器具備應(yīng)用于機(jī)器人手部及皮膚等領(lǐng)域的潛力?！? 值得一提的是，在2020年至2023年前三季度期間，弘信電子歸母凈利潤(rùn)分別同比下滑了56.52%、449.87%、14.95%和119.51%，而同期的漢威科技?xì)w母凈利潤(rùn)同比表現(xiàn)要明顯好很多，分別同比增長(zhǎng)298.05%、28.05%、4.94%和-49.82%。從原因看，制造業(yè)的不景氣是很重要因素。但隨著如今經(jīng)濟(jì)持續(xù)好轉(zhuǎn)，以及人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)明確要迎來(lái)大發(fā)展的2024年，電子皮膚需求的增加將讓兩者基本面得到向好修正。

3D視覺(jué)賦能人形機(jī)器人 Optimus Gen2實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)行走，且速度明顯更快的背后，除了減速器、六維力傳感器作用外，3D視覺(jué)成像技術(shù)也起到很重要的作用。 3D視覺(jué)成像技術(shù)是機(jī)器人信息感知的一種最重要的方法，通過(guò)使用相關(guān)儀器來(lái)獲取物體的圖像數(shù)據(jù)信息，然后再對(duì)獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，利用三維重建的相關(guān)理論重建出真實(shí)環(huán)境中物體表面的輪廓信息，讓機(jī)器人感知周?chē)h(huán)境中物體的輪廓和距離，為后續(xù)執(zhí)行指令動(dòng)作參考使用。 就目前各大科技公司推出的人形機(jī)器人來(lái)看，多數(shù)產(chǎn)品使用的是3D視覺(jué)傳感器。其中RGBD及其他各種形式的深度相機(jī)被廣泛采用，部分方案同時(shí)搭配激光雷達(dá)使用（Atlas、Digit、遠(yuǎn)征A1、H1）。只有少數(shù)廠家僅使用攝像頭作為視覺(jué)傳感器，比如特斯拉的Optimus人形機(jī)器人。 GGII數(shù)據(jù)顯示，從全球市場(chǎng)來(lái)看，2021年全球機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模約為804億元，同比2020年增長(zhǎng)12.15%，預(yù)計(jì)至2025年該市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1200億元，2022年至2025年復(fù)合增長(zhǎng)率約為12%；從中國(guó)市場(chǎng)來(lái)看，2021年中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模138.16億元(該數(shù)據(jù)未包含自動(dòng)化集成設(shè)備規(guī)模)，同比增長(zhǎng)46.79%，預(yù)計(jì)至2025年我國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到349億元。

目前來(lái)看，在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，雖然基恩士（日）、康耐視（美）、巴勒斯（德）等為代表的國(guó)際廠商占居了主導(dǎo)位置，但近年來(lái)，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)也在不斷更新迭代，以?？低?/u>、大恒科技、天準(zhǔn)科技為代表的中國(guó)本土機(jī)器視覺(jué)廠商已在核心零部件（工業(yè)相機(jī)、圖像處理軟件、光源、鏡頭、視覺(jué)控制系統(tǒng)等）技術(shù)與獨(dú)立軟件算法等方面有了很大進(jìn)步。而A股市場(chǎng)上，目前涉及機(jī)器視覺(jué)的上市公司就有奧比中光-UW、天準(zhǔn)科技、保隆科技、奧普光電、韋爾股份、?？低?、大恒科技等，他們?cè)诩?xì)分領(lǐng)域中都具有一定的競(jìng)爭(zhēng)能力。 以?shī)W比中光-UW為例，其是行業(yè)領(lǐng)先的3D視覺(jué)感知整體技術(shù)方案提供商，已構(gòu)建起“全棧式技術(shù)研發(fā)能力+全領(lǐng)域技術(shù)路線布局”的3D視覺(jué)感知技術(shù)體系，在技術(shù)縱向上對(duì)包括深度引擎芯片、感光芯片、專用光學(xué)系統(tǒng)等在內(nèi)的核心底層技術(shù)以及SDK、行業(yè)應(yīng)用算法等全鏈路技術(shù)進(jìn)行全棧式自主研發(fā)，在技術(shù)橫向上對(duì)結(jié)構(gòu)光、iToF、雙目、dToF、Lidar、工業(yè)三維測(cè)量進(jìn)行全領(lǐng)域布局。目前，公司在機(jī)器人視覺(jué)領(lǐng)域具有卡位優(yōu)勢(shì)，已與云跡、擎朗、普渡、高仙等超過(guò)100家機(jī)器人客戶達(dá)成業(yè)務(wù)合作，與微軟、英偉達(dá)、地平線等AI巨頭共建3D生態(tài)。2023年7月6日，公司發(fā)布公告，擬定增募資不超過(guò)15.05億元，其中66155.27萬(wàn)元將用于機(jī)器人視覺(jué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)中臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目，84309.44萬(wàn)元將用于3D視覺(jué)感知產(chǎn)業(yè)智能制造基地建設(shè)項(xiàng)目。 又比如天準(zhǔn)科技，專業(yè)從事工業(yè)視覺(jué)裝備業(yè)務(wù)，下游涵蓋消費(fèi)電子、半導(dǎo)體、PCB、光伏、汽車(chē)等精密制造領(lǐng)域。2022年，公司的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率約為18.6%，處于行業(yè)領(lǐng)跑者的位置。從公司營(yíng)收貢獻(xiàn)來(lái)看，工業(yè)視覺(jué)類裝備為公司主要收入來(lái)源，2021~2023年上半年收入占比分別高達(dá)96%、96%和93%。公司在上證e互動(dòng)上表示?！疤鞙?zhǔn)科技的底層機(jī)器視覺(jué)算法及軟件完全自主開(kāi)發(fā)，沒(méi)有采用開(kāi)源或商用的機(jī)器視覺(jué)庫(kù)，成功服務(wù)于A客戶等多個(gè)知名大客戶，積累的技術(shù)優(yōu)勢(shì)確保了公司在工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中的龍頭地位?！倍鴮?duì)于目前快速發(fā)展人形機(jī)器人領(lǐng)域，公司在上證e互動(dòng)上也表示，“公司正密切關(guān)注人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，未來(lái)將根據(jù)行業(yè)發(fā)展情況擇時(shí)選擇機(jī)會(huì)展開(kāi)布局?！?/p>

韋爾股份成立初期的公司業(yè)務(wù)定位于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)，主要產(chǎn)品包括模擬IC等。2019年公司完成對(duì)北京豪威及深圳思比科的收購(gòu)，二者均為CMOS圖像傳感器（下稱CIS）芯片設(shè)計(jì)公司，其中豪威為全球CIS份額TOP3的頭部公司。借助此次收購(gòu)，公司成功引入CIS芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)；2020年公司收購(gòu)觸控顯示集成芯片先驅(qū)新思科技亞洲區(qū)業(yè)務(wù)，成功進(jìn)軍顯示驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)。至此公司形成了圖像傳感、觸碰顯示、模擬解決“三駕馬車(chē)”的延展式產(chǎn)品布局。隨著人形機(jī)器人越來(lái)越受關(guān)注，公司雖然未明確產(chǎn)品應(yīng)用到人形機(jī)器人，但公司在上證e互動(dòng)平臺(tái)上明確表示，“AI視覺(jué)對(duì)于下一代泛智能生活和工業(yè)的技術(shù)支撐不言而喻，圖像傳感器與AI的結(jié)合將有助于實(shí)現(xiàn)更低功耗的人工智能分析……公司結(jié)合全局曝光技術(shù)的圖像傳感器產(chǎn)品能很好的滿足機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)對(duì)于圖像傳感器的參數(shù)要求，已在下游客戶方案中得到應(yīng)用?！? 目前來(lái)看，與前述兩個(gè)行業(yè)類似，3D視覺(jué)領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)在近幾年全球制造業(yè)低迷環(huán)境中未能免俗，基本面多數(shù)表現(xiàn)同樣不佳，當(dāng)然就第三季度單季數(shù)據(jù)看，數(shù)據(jù)已經(jīng)開(kāi)始回暖，附表中所例的12家公司，單季營(yíng)收均實(shí)現(xiàn)環(huán)比增長(zhǎng)，而單季凈利潤(rùn)實(shí)現(xiàn)環(huán)比增長(zhǎng)的也有7家。在12家3D視覺(jué)公司中，奧比中光-UW的基本面數(shù)據(jù)明顯好于其它企業(yè)，如果公司在2023年推出的定增方案能夠落地，即3D視覺(jué)感知產(chǎn)業(yè)智能制造基地建設(shè)項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)，則將讓公司在未來(lái)的人形機(jī)器人大潮中贏得先機(jī)。