Humanoïde robotrevolutie goed voor sensormarkt

Volgens IDTechEx groeit de markt voor humanoïde robots met een factor 14 in de komende vijf jaar en naar USD 30 miljard in 2035. Niet in de laatste plaats door partijen als Tesla en BYD. Alleen al deze twee willen het aantal mensachtige robots in hun fabrieken dit en komend jaar meer dan vertienvoudigen. Met de strategische doelstelling dat ze daarbij een kwart goedkoper worden. De sensormarkt profiteert volop.

De marktonderzoekers verwachten dat de markt voor sensorcomponenten voor humanoïde robots in 2035 10 miljard dollar groot is. Sensoren zijn tenslotte onmisbaar voor navigatie, objectmanipulatie, positionering en interactie in een dynamische (werk)omgeving. Denk dan aan LiDAR, encoders, koppelsensoren, zesassige sensoren, IMU’s (Inertial Measurement Units voor onder andere evenwicht en beweging) , MEMS-sensoren (Micro Electro Menchical System) en camera’s.

Het recente onderzoeksrapport Humanoid Robots 2025-2035: Technologies, Markets and Opportunities van IDTechEx behandelt in detail de marktkansen, pijnpunten, productie- en technische uitdagingen, commercie en regelgeving voor deze componenten. We kijken naar tactiele sensoren en sensoren voor navigatie, met name LiDAR en camera’s.

Handen en vingers

Tactiele sensoren spelen een centrale rol, vooral voor de handen en vingers van een humanoïde robot. Uit bijvoorbeeld kracht, druk, slip en koppel halen ze objecteigenschappen zoals vorm, stijfheid en textuur, interpreteren deze en passen daar de grijpstrategie dynamisch op. Zo kan de robots voorwerpen vasthouden of verplaatsen zonder afhankelijk te zijn van visuele feedback.

Sensoren

De onderliggende technologieën variëren van capacitieve en magnetische sensoren tot optische tactiele sensoren. Hoewel optische varianten doorgaans de hoogste resolutie bieden, zijn capacitieve en magnetische sensoren vaak toereikend voor de meeste industriële toepassingen. Capacitieve sensoren scoren met name op flexibiliteit en aanpassingsvermogen, maar zijn gevoelig voor omgevingsfactoren zoals vocht en temperatuur. Magnetische en optische oplossingen blijven noodzakelijk voor meerassige krachtmetingen bijvoorbeeld  6D. De kosten van tactiele sensoren liggen momenteel tussen de USD 0,40 en 1,20 USD per mm², afhankelijk van productievolume, leverancier en gekozen technologie. Verdere integratie zal afhangen van kosten en de mogelijkheid om fijnmazige manipulatie te realiseren zonder sterke verhoging van systeemkosten.

Ruimtelijke oriëntatie

Voor ruimtelijke oriëntatie vertrouwen de meeste humanoïde robots op een combinatie van LiDAR en camera’s. Hoewel Tesla’s Optimus hiervoor uitsluitend gebruikmaakt van camera’s, is de gecombineerde toepassing van LiDAR en optische beeldverwerking de dominante benadering voor navigatie in een dynamische omgeving. Camera’s bieden rijke contextuele informatie, maar presteren slecht onder extreme lichtomstandigheden. LiDAR vult dit aan met realtime 3D-mapping, nauwkeurige afstandsmeting en objectdetectie, ongeacht de lichtomstandigheden.

Gecontroleerde omgeving

Volgens LiDAR-fabrikant Hesai voldoen ‘camera-only’-systemen voornamelijk in een gecontroleerde omgeving zoals een productielijn, maar schieten ze tekort bij taken in ongestructureerde, fysiek complexe omgevingen. Hier zorgt LiDAR voor kritieke functies zoals obstakeldetectie in donkere ruimtes, navigatie in nauwe doorgangen en verkenning van risicovolle omgevingen zoals tunnels of mijnen.

360°

De toekomstige generatie LiDAR-systemen zal zich waarschijnlijk richten op breed gezichtsveld (FOV) en minimale dode hoeken, specifiek afgestemd op de lagere snelheden en binnenomgevingen waarin humanoïde robots opereren. In tegenstelling tot de voorwaarts gerichte LiDAR op autonome voertuigen, vereisen humanoïde systemen volledig 360-graden ruimtelijk bewustzijn voor optimale prestaties in menselijke werkomgevingen.

Kansen

Sensoren in humanoïde robots zijn noodzakelijk voor autonomie, veiligheid en interactie. Fabrikanten streven naar betrouwbare humanoïde robots voor alle denkbare sectoren van zorg tot assemblage. De vraag naar geavanceerde, maar rendabele sensoren zal daarom alleen maar blijven stijgen. De kansen voor toeleveranciers liggen vooral in innovatieve integratie van tactiele technologie en ruimtelijk bewustzijn, waarbij precisie en aanpasbaarheid in balans moeten zijn met schaalbaarheid en robuustheid. De humanoïde revolutie wordt aangevoerd sensoren die hun mensachtige vermogens bepalen.