“智能“傳感器
傳感器是高科技發(fā)展道路中信息技術(shù)最基礎(chǔ)的核心，已經(jīng)涉及到各行各業(yè)。近年來，隨著機(jī)器人熱的不斷升溫，機(jī)器人市場份額的不斷擴(kuò)大也帶動了傳感器的發(fā)展。然而機(jī)器人在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用越來越智能化，對于智能機(jī)器人來說，傳感器是其必不可少的”神經(jīng)“部位，智能機(jī)器人想擁有類人的感知、行動以及反應(yīng)能力，對傳感器的應(yīng)用技術(shù)要求也會隨之越來越高。
根據(jù)YoleDevelopment數(shù)據(jù)，從2015年到2021年，機(jī)器人市場規(guī)模將從270億美元增長到460億美元，年均復(fù)合增長率為9.4%。全球機(jī)器人傳感器市場規(guī)模在2015年達(dá)到3.5億美元，到2021年將翻番至7.09億美元，2015-2021年復(fù)合年增長率為12.4％。
根據(jù)上述數(shù)據(jù)可見，機(jī)器人市場規(guī)模在迅速擴(kuò)大，隨著機(jī)器人制造技術(shù)越來越成熟，商業(yè)進(jìn)程加快，其核心器件智能傳感器的市場空間也在不斷擴(kuò)大。并且，機(jī)器人廠商在傳感器的投入正在增大，同時每個傳感器的成本在下降。如今，機(jī)器人行業(yè)不斷向各個領(lǐng)域擴(kuò)展，從汽車到農(nóng)業(yè)、娛樂、物流、軍事和醫(yī)療，機(jī)器人已經(jīng)無處不在，機(jī)器人傳感器市場的表現(xiàn)越來越強(qiáng)勁。
傳統(tǒng)傳感器在機(jī)器人行業(yè)的應(yīng)用需求
目前，絕大多數(shù)智能機(jī)器人的外部傳感器，可以大致分為力學(xué)傳感器、觸覺傳感器，接近傳感器，以及視覺、滑覺、熱覺等多種類型的傳感器。內(nèi)部主要是用來檢測機(jī)器人姿態(tài)及運(yùn)動狀態(tài)的傳感器，多為驅(qū)動裝置和檢測裝置用于檢測位置、角度和加速度的傳感器。高精度與穩(wěn)定性是機(jī)器人與工業(yè)領(lǐng)域?qū)鞲衅鞯淖罨疽蟆?br/>
精度需求：對于智能機(jī)器人來說，傳感器需要有高精度。智能機(jī)器人在感知系統(tǒng)的幫助下，能夠自主完成人類指定的工作。如果傳感器的精度稍差，便會直接影響機(jī)器人的作業(yè)質(zhì)量。
高可靠性：在作業(yè)過程中，若傳感器不穩(wěn)定，或者可靠性不高，很容易導(dǎo)致智能機(jī)器人出現(xiàn)故障。輕者導(dǎo)致工作不能正常運(yùn)行，嚴(yán)重時還會造成嚴(yán)重的事故。例如，在人機(jī)協(xié)作的應(yīng)用場景下，事故會威脅人類的安全。
抗干擾能力：由于智能機(jī)器人的傳感器往往工作在未知的環(huán)境中，因此要求傳感器具有抗電磁干擾振動、灰塵和油垢等惡劣環(huán)境的干擾能力。
智能機(jī)器人時代，傳感器也應(yīng)加碼“智能”
當(dāng)前，“智能傳感器”便是傳感器與機(jī)器人結(jié)合之下的新型產(chǎn)物與全新趨勢。美國方面認(rèn)為，21世紀(jì)的信息化時代一定程度上屬于傳感器，而進(jìn)入到智能化的年代之后，傳感器前面自然而然也需要加上“智能”二字。這里的智能傳感器不僅僅只是冠名“智能”二字，而是隨著機(jī)器人的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，種類繁多，場景應(yīng)用越來越復(fù)雜，對傳感器的精度、可靠性、集成能力、自動化要求越來越高。傳統(tǒng)傳感器已經(jīng)無法適應(yīng)這些多樣化技術(shù)需求，因此，傳感器的發(fā)展也會隨著技術(shù)的發(fā)展越來越智能化。
以遙控機(jī)器人為例，其對傳感器就有更高的技術(shù)要求。遙控機(jī)器人采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制。為進(jìn)一步提高機(jī)器人的智能和適應(yīng)性，除了解決傳感系統(tǒng)的實(shí)用化問題外，多種傳感器的使用是其問題解決的關(guān)鍵。遙控機(jī)器人的研究熱點(diǎn)在于有效可行的多傳感器融合算法，特別是在非線性及非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法。
總體來講，智能傳感器是具有信息處理功能的傳感器。與傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳感器帶有微處理機(jī)，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。它具有以下三個優(yōu)點(diǎn):通過軟件技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高精度的信息采集，而且成本低；具有一定的編程自動化能力；功能多樣化。因此智能傳感器具有高精度、低成本、自動化和智能化等優(yōu)勢。
根據(jù)YoleDevelopment數(shù)據(jù)，從2015年到2021年，機(jī)器人市場規(guī)模將從270億美元增長到460億美元，年均復(fù)合增長率為9.4%。全球機(jī)器人傳感器市場規(guī)模在2015年達(dá)到3.5億美元，到2021年將翻番至7.09億美元，2015-2021年復(fù)合年增長率為12.4％。
根據(jù)上述數(shù)據(jù)可見，機(jī)器人市場規(guī)模在迅速擴(kuò)大，隨著機(jī)器人制造技術(shù)越來越成熟，商業(yè)進(jìn)程加快，其核心器件智能傳感器的市場空間也在不斷擴(kuò)大。并且，機(jī)器人廠商在傳感器的投入正在增大，同時每個傳感器的成本在下降。如今，機(jī)器人行業(yè)不斷向各個領(lǐng)域擴(kuò)展，從汽車到農(nóng)業(yè)、娛樂、物流、軍事和醫(yī)療，機(jī)器人已經(jīng)無處不在，機(jī)器人傳感器市場的表現(xiàn)越來越強(qiáng)勁。
傳統(tǒng)傳感器在機(jī)器人行業(yè)的應(yīng)用需求
目前，絕大多數(shù)智能機(jī)器人的外部傳感器，可以大致分為力學(xué)傳感器、觸覺傳感器，接近傳感器，以及視覺、滑覺、熱覺等多種類型的傳感器。內(nèi)部主要是用來檢測機(jī)器人姿態(tài)及運(yùn)動狀態(tài)的傳感器，多為驅(qū)動裝置和檢測裝置用于檢測位置、角度和加速度的傳感器。高精度與穩(wěn)定性是機(jī)器人與工業(yè)領(lǐng)域?qū)鞲衅鞯淖罨疽蟆?br/>
精度需求：對于智能機(jī)器人來說，傳感器需要有高精度。智能機(jī)器人在感知系統(tǒng)的幫助下，能夠自主完成人類指定的工作。如果傳感器的精度稍差，便會直接影響機(jī)器人的作業(yè)質(zhì)量。
高可靠性：在作業(yè)過程中，若傳感器不穩(wěn)定，或者可靠性不高，很容易導(dǎo)致智能機(jī)器人出現(xiàn)故障。輕者導(dǎo)致工作不能正常運(yùn)行，嚴(yán)重時還會造成嚴(yán)重的事故。例如，在人機(jī)協(xié)作的應(yīng)用場景下，事故會威脅人類的安全。
抗干擾能力：由于智能機(jī)器人的傳感器往往工作在未知的環(huán)境中，因此要求傳感器具有抗電磁干擾振動、灰塵和油垢等惡劣環(huán)境的干擾能力。
智能機(jī)器人時代，傳感器也應(yīng)加碼“智能”
當(dāng)前，“智能傳感器”便是傳感器與機(jī)器人結(jié)合之下的新型產(chǎn)物與全新趨勢。美國方面認(rèn)為，21世紀(jì)的信息化時代一定程度上屬于傳感器，而進(jìn)入到智能化的年代之后，傳感器前面自然而然也需要加上“智能”二字。這里的智能傳感器不僅僅只是冠名“智能”二字，而是隨著機(jī)器人的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，種類繁多，場景應(yīng)用越來越復(fù)雜，對傳感器的精度、可靠性、集成能力、自動化要求越來越高。傳統(tǒng)傳感器已經(jīng)無法適應(yīng)這些多樣化技術(shù)需求，因此，傳感器的發(fā)展也會隨著技術(shù)的發(fā)展越來越智能化。
以遙控機(jī)器人為例，其對傳感器就有更高的技術(shù)要求。遙控機(jī)器人采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制。為進(jìn)一步提高機(jī)器人的智能和適應(yīng)性，除了解決傳感系統(tǒng)的實(shí)用化問題外，多種傳感器的使用是其問題解決的關(guān)鍵。遙控機(jī)器人的研究熱點(diǎn)在于有效可行的多傳感器融合算法，特別是在非線性及非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法。
總體來講，智能傳感器是具有信息處理功能的傳感器。與傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳感器帶有微處理機(jī)，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。它具有以下三個優(yōu)點(diǎn):通過軟件技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高精度的信息采集，而且成本低；具有一定的編程自動化能力；功能多樣化。因此智能傳感器具有高精度、低成本、自動化和智能化等優(yōu)勢。
