4月25日，中国科学院院士褚君浩在“2025中国人形机器人生态大会”上围绕《人形机器人感知技术发展与应用》这一主题，展开了精彩报告。

报告主要分为四部分：智能时代与传感器、MEMS传感器、红外传感器、人形机器人与传感器。以下为本次报告实录，中国机器人网整理删改：

智能时代与传感器

智能时代有很多智能化系统，各类智能化系统的运行皆始于传感器的信息捕捉。以动态感知场景为例，机器人完成扑球、打乒乓球等动作时，需通过传感器捕获目标位置与运动轨迹，经算法分析后驱动机械结构执行动作，这一过程与人通过五官感知、大脑决策、肢体反应的逻辑完全一致。

从应用维度看，传感器已深度融入日常生活：手机的重力感应、汽车的碰撞监测、洗手间的自动出水装置，均依赖光、声、电磁等类型的传感器实现功能。在专业领域，气敏传感器展现出超越生物感官的特性——基于聚合物荧光淬灭效应的探测器，可精准识别TNT分子，实验中成功定位被严密封装的炸药，性能优于德国进口搜爆犬。此外，传感器在遥感监测、医疗诊断、环境数据采集等领域的应用，为数字城市、智慧经济及智能机器人提供了底层数据支撑。

传感器通过实时感知与智能识别构建的“慧眼”，是人形机器人实现环境交互的核心前提。人形机器人必须要具备动态感知、智慧设备、自动反应三大重要技术水平，逐步实现智能化。

MEMS传感器

MEMS（微机电系统）传感器是一类基于硅材料微米级工艺的关键器件，通过光、热、声、力、流体流动、共振、磁场等多物理场交互实现感知功能。其工艺与集成电路相似，但采用专属MEMS材料，具备微型化、集成化、智能化三大核心特性，广泛应用于多领域场景。技术原理与典型类型如下：

红外传感器：通过捕捉红外辐射引发的机械反应采集信号，例如加速度传感器利用两个初始电容值相等的电容器（C1、C2），当加速度作用导致电容极板位移时，C1与C2的差值可定量反映加速度大小。

气体传感器：基于气体对特定波长光的吸收特性，通过管道内光束穿透气体后的光谱变化，精准识别气体成分。

压力传感器：利用压电效应原理，如PVDF材料受压时产生电流信号，可嵌入人体监测生理压力，或集成于刀具感知切削力，形成“智能刀具”，优化智能制造流程。

MEMS压力传感器：应用范围非常多，机器人植入MEMS压力传感器后，可对触摸、按压等外力作出动态响应，显著提升人机交互的细腻度。用于人形机器人，将来也是大有可为。

红外传感器

红外传感器可扩大光的波长探测范围，其材料主要有光热型和光子型。光打到材料中产生电子移动形成电信号，需明确科学原理并实现技术极致化，以打造“慧眼”般的感知能力，实现全天候拍照、测温等功能。如可见光与红外光拍摄的照片不同，短波红外可检测出可见光下完好苹果的内部坏损。

太赫兹高铁安检系统能透过衣物检测物品，如将保温杯藏于胸口可被精准识别；风云卫星借助红外传感器对大气“CT扫描”，每15分钟全球扫描一次，实现台风位置、温度等气象数据的精准预报。

热成像技术可通过温度差异检测冷水、热水及电路短路隐患。巴黎圣母院火灾中，中国搭载红外热像仪的大疆无人机精准定位火源并协助灭火，获法方致谢。

谱像技术基于不同材料光谱差异（如水果、衣物光谱各不相同），通过建立数据库实现识别。高光谱技术应用于卫星可分析地球表面矿物质成分，如监测北溪二号管道泄漏、嫦娥三号与火星探测器的光谱分析等。中国在光场耦合器件（金属-半导体结构感知光信号）、极化增强器件（铁电薄膜赋能智能设备自主响应指令）等传感器领域处于领先水平，例如智能化设备“机械狗”可通过金属铁电半导体结构识别图形并自主执行转向、扑倒等动作。 

人形机器人与传感器

人工智能发展迅速，现有较高水平的人形机器人具备搬运物品、理解对话指令的能力，如按指令拿苹果、整理物品等。网上可见打枪能力突出的机器人，其真实性有待验证，而机器狗的发展已较为成熟。

人形机器人需与传感器深度结合，其系统包含智能芯片、运动控制、操作模块及环境感知模块（各类传感器），涉及敏感元件、微处理器、转换器等组件，如力矩传感器控制力矩，触觉传感器（压阻型、压容型）由上海大学开展较多研究，视觉传感器（激光雷达、深度相机）市场规模庞大且应用关键，惯性传感器（加速度传感器、陀螺仪）用于运动测量。

人形机器人的核心架构为“感官识别—大脑分析—四肢行动”，需融合感知、分析、行动功能。当前发展趋势是从单一功能向多功能、单智能向多智能演进，开发场景驱动的“动作+对话”一体化机器人，应用于服务（家务、教育、医疗，可对接ChatGPT）、特殊场景（消防、交通指挥、值班、驾驶）等领域。其中，消防机器人若配备红外视觉与防火材料，可替代人类执行高危任务。智能化人形机器人的核心在于传感器，“感知—分析—行动”的集成融合是未来重要发展方向。

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文章来源：中国机器人网‍‍‍‍‍‍

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