人形机器人“活”起来的三大核心技术解析

文｜半导体产业纵横

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人形机器人虽然目前仍属小众市场，但潜力巨大，未来五年将是关键增长期，复合年增长率将达到56%。

曾经只存在于科幻小说中的类人机器人，如今正迅速成为现实，这得益于感知技术的重大突破。多种传感器的融合，结合人工智能和计算技术的进步，使类人机器人能够更好地理解、互动和适应环境，从而为该行业开启了新的篇章。

今年，Yole Group发布了专门的《2026 年人形机器人报告》，深入分析了当前市场格局、关键技术创新以及人形机器人生态系统中涌现的商机。

人形机器人何时才能从原型阶段走向真正意义上的商业化规模？哪些应用领域将引领首批普及浪潮？哪些技术架构将塑造下一代人形机器人平台？传感器选择如何影响性能、成本和可扩展性？在人形机器人价值链中，谁将获得最大的价值？

Yole Group 的专家 Pierrick Boulay 和 Celia Yuan Liu邀请您深入了解人形机器人的世界，以便更好地了解这个快速发展的行业，并确定下一个商机正在形成的地方。

机器人不仅仅是玩具，它们早已融入我们的生活。在这个假期，不妨花些时间了解一下这些新伙伴，探索它们是如何逐步融入我们日常生活的。

市场现状：从概念验证到商业化

全球人形机器人市场正从技术孵化阶段转向应用探索阶段。预计到2025年，其市场规模将达到约6亿美元，虽然目前仍属小众市场，但潜力巨大。未来五年将是关键增长期，复合年增长率将达到56%。到2030年，市场规模预计将超过60亿美元。此后，市场将继续以55%的复合年增长率增长，到2035年达到510亿美元。

市场瞬息万变，《2026年人形机器人报告》中提及的人形机器人制造商超过60家。其中，超过一半是中国企业。因此，排名前五的厂商中有三家是中国企业也就不足为奇了。而中国企业宇树科技（Unitree）以37%的市场份额领跑市场。

yole认为，人形机器人市场的增长主要受两个关键因素驱动：传感器成本的下降和人工智能算法的成熟，这也使得多个传感器的更好地集成成为可能。

传感器：构建机器人的"灵魂"

环境感知构成了人形机器人的"眼睛和耳朵"，是机器人导航的基础。

这项功能的核心在于，摄像头是最直观的视觉传感器，而立体视觉系统（例如结构光、ToF 和双目视觉）使人形机器人能够"看到"3D世界。

事件相机的出现带来了更大的进步，使人形机器人能够在快速移动或光线变化的场景中保持稳定的视觉感知。激光雷达也可以作为一种视觉工具，提供更精确的距离信息，尤其是在弱光环境下。麦克风则用于声音定位和语音交互。

环境感知使机器人能够"看"和"听"，而本体感知则是人形机器人的"小脑和神经系统"。这一感知层面是平衡、协调和身体感知的源泉。

双足行走是人形机器人区别于其他机器人的核心特征。在保持动态平衡时，机器人主要依靠惯性测量单元（IMU）和六轴力/力矩传感器。IMU可以帮助机器人了解自身的姿态和运动趋势。六轴力/力矩传感器通常安装在脚踝或手腕上，用于测量机器人足部或手部与地面或物体接触时三个方向上的力和力矩。关节编码器可以精确测量每个电机的旋转角度。

除了视觉、听觉和平衡能力之外，人形机器人还必须能够感知周围环境，才能自然地与之互动。yole认为，交互式感知是机器人的"皮肤"，是实现精确操作的关键，也是当前的技术瓶颈。

分布式触觉传感器使机器人能够感知接触位置和压力，而柔性电子皮肤技术则可以感知温度和纹理。将这些触觉传感器安装在机器人灵巧的机械手上，将使机器人能够像人类一样执行敏捷的操作，例如转动鸡蛋而不将其压碎。

然而，拥有丰富的感官仅仅是人形机器人发展的开始。海量、多模态的传感器数据还需要人工智能算法的强力支持。传感器与人工智能的深度耦合是人形机器人真正从实验室走向市场的关键一步。机器人执行的每一项任务都需要所有这些传感器的支持。

事实上，某些功能已经接近成熟。例如，双足行走已被主流人形机器人制造商普遍认为基本已解决。近期的一些演示，例如小鹏汽车在2025年11月小鹏人工智能日上的展示，清晰地表明了人形机器人行走技术的稳定性和可靠性。

展望未来，人们的注意力现在转移到下一个重大障碍上。

yole表示，下一个重大挑战将是提高灵巧双手的能力。成功应对这一挑战将是释放人形机器人在现实世界应用中全部潜力的决定性一步。

从工业场景到日常服务

工业和物流是人形机器人最早活跃的领域。

机器人依靠立体视觉和激光雷达感知货架和障碍物，并利用力控传感器实现"轻柔"抓取和放置，展现出在复杂动态环境中取代人工劳动的潜力。目前，多家公司已推出相关产品。

专业服务和特殊环境领域也有一些成功的应用案例。一些人形机器人可用于购物引导、物品运输等。此外，具有较强环境感知和移动能力的人形机器人在危险或不适宜的环境中，例如核电站巡检和灾害救援，也展现出了巨大的价值。

消费级应用，例如家庭场景，将是机器人最终需要掌握的领域，但它们在成本、高性能传感器需求和可靠性方面可能会面临瓶颈。尤其是在涉及大量人机交互的场景中，人形机器人稳定、可预测的运行能力仍需提升。

竞争格局：三种类型的公司已加入竞争

科技巨头已纷纷进军人形机器人市场，带来系统集成和制造方面的专业知识。例如，特斯拉利用其在汽车级传感器方面的经验，支持其人形机器人Optimus的大规模生产。

与此同时，近年来涌现出许多专业的机器人公司，专注于人形机器人技术和产品。波士顿动力公司在动态平衡能力方面遥遥领先。优必选科技率先在中国市场实现了Walker人形机器人的小批量交付。Agility Robotics的Digit机器人也已超越研发阶段，并在亚马逊仓库进行了物流测试。

yole表示，Unitree公司通过开发低成本人形机器人引领市场。其战略与以往针对工业应用、采用高成本复杂人形机器人的策略截然相反。

在供应链层面，各公司也在推出专为人形机器人设计的产品。例如，Hesai 和 RoboSense 等激光雷达制造商已经开发出专为人形机器人应用量身定制的激光雷达版本。

未来市场趋势

尽管人形机器人产业的商业化仍处于起步阶段，但业界和资本对其发展展现出极大的热情。各公司正通过大规模生产、优化传感器选择和零部件研发来降低成本、提高可靠性。

未来几年，人形机器人的应用案例预计将会增加。同时，随着技术的成熟和产能的扩大，人形机器人的价格将会下降，这也是人形机器人进入消费市场的关键所在。