维度网讯，浙江大学侯迪波教授在“智感世界·仪创未来”系列科普直播中，系统阐述了具身智能机器人感知世界的传感器体系。这一体系由视觉、力觉、触觉、嗅觉和惯性感知五类传感器构成，为机器人认知物理世界提供了感官基础，其中视觉系统承担了约80%的信息获取任务。

在具身智能机器人的技术架构中，环境感知模块是首要环节。传感器承担内部和外部两类感知任务：内部传感器采集关节角度、运动速度、加速度等自身状态，外部传感器探测环境中的物体形状、空间位置、障碍物距离及抓取对象是否滑落等。这些传感器使机器人具备类人的直觉与反应能力，能够理解环境、接收反馈并与外部世界交互。

目前主流的机器人视觉方案包括三类：ToF深度相机通过发射脉冲光并测量飞行时间来计算距离，响应速度快；双目视觉模拟人类双眼，利用两个摄像头拍摄视差图像，通过特征点匹配和三角测量算法计算深度信息；3D结构光主动向物体投射特定图案的光，通过观察光图案变形来计算深度，精度高，常用于工业精密测量。激光雷达也广泛应用于机器人视觉领域，它采用3D激光传感器，测距远且精度高，可直接输出3D点云，在自动驾驶和大范围环境建图中发挥关键作用。

六维力/力矩传感器是机器人感知力量的核心部件，能在三维空间中完整捕捉三个力分量和三个力矩分量。安装在手腕、足底或关节处后，机器人可精密测量抓取力度，判断物体是否被稳固握持，并进行精细的力控操作，支撑灵巧手弹钢琴或双足机器人踏地时的受力反馈等应用。

机器人触觉传感器主要有两种技术路径：MEMS压力阵列传感器利用微机电技术制造微小结构，对介质压力进行敏感检测并将信号转换为电信号，体积小、集成度高；柔性传感器（电子皮肤）利用柔性材料物理特性将力学量转换为电学量，具有高灵敏度、高柔韧性、响应速度快和延展性强的特点，可自由弯曲折叠，适合包覆在机器人手指和肢体表面，赋予机器人触感。

嗅觉传感器通过敏感元件与气味分子发生物理或化学反应，将反应转化为可量化的电信号，以识别气体种类与浓度。目前有三种技术方案：MOS传感器内部有加热元件，工作时保持高温，气体与传感器表面反应导致电阻变化，成本低、响应快，是机器人常规配置；电化学传感器内部类似微型电池，气体进入后与化学物质反应产生微弱电流，浓度越高电流越强，不需加热、省电且能精准识别特定有毒有害气体；QCM传感器不靠化学反应，而是通过检测微观重量变化，核心石英晶体每秒高频振动千万次，气味分子被敏感膜吸附后振动频率变慢，可实现纳克级别的测量精度，适用于对气味要求极高的精尖场景。

IMU集成了加速度计和陀螺仪，加速度计感知三个轴向的线性加速度，陀螺仪测量绕三个轴的角速度，三个加速度计与三个陀螺仪组合构成完整的微机电惯性测量单元。通过持续高频采集这些惯性数据，机器人能实时获知自身姿态、方向和运动状态，实现行走稳定性控制、步态协调、抗推搡及跌倒恢复等功能。

具身智能机器人通过视觉感知空间，力觉感受重量，触觉辨别材质，嗅觉识别气体，惯性传感维持平衡。感官采集的数据是彼此孤立的信息片段，要形成对客观环境的完整理解，还涉及多模态融合技术的应用。本次分享由浙江大学求是特聘教授、博士生导师、浙江大学具身智能感知与控制实验室负责人、中国仪器仪表学会科普专家、浙江省仪器仪表学会监事长侯迪波讲授，内容源自“智感世界·仪创未来”系列科普直播。

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