人形机器人如何感知外部世界？它们通常会配备哪些类型的传感器？

好的，关于人形机器人如何感知世界以及它们身上的传感器，我来给你捋一捋。

你可以把人形机器人想象成一个“钢铁侠”，只不过它的“战甲”上装满了各种各样的电子元件，这些元件就是它的“感官”。就像我们人类用眼睛、耳朵、皮肤来感知世界一样，机器人依赖的就是这些传感器。

下面我给你分门别类地讲讲，它们都有些什么“超能力”：

这是机器人最核心的感官，让它能“看”到世界。主要有这么几种：

普通摄像头（2D相机）：就像我们手机上的摄像头，能拍出彩色的平面照片。机器人用它来识别物体、识别人脸、看懂路标等等。但只有一个摄像头的话，它对距离的判断就不太准。
双目立体相机（3D相机）：这个就好比我们人类的双眼。通过两个摄像头在不同位置同时拍摄，机器人就能计算出物体的远近，形成立体视觉。这对于它走路、避开障碍物、伸手抓东西至关重要。
深度相机（LiDAR和ToF）：这是更高级的“眼睛”。
- 激光雷达 (LiDAR)：你可以想象它头顶上有一个不断旋转的小装置，一边转一边向四周发射激光，再根据激光返回的时间计算出周围所有物体的精确距离和形状。很多自动驾驶汽车上用的就是这个技术，它能生成一个非常精细的3D环境地图。
- 飞行时间 (ToF) 相机：它会发射一阵红外光，然后通过计算光飞过去再弹回来的时间差，来快速判断物体的距离。

<center>简单来说，就像我们用两只眼睛能判断远近一样</center>

麦克风/麦克风阵列：机器人当然需要麦克风来接收我们的语音指令。但通常它们会安装一个“麦克风阵列”（好几个麦克风组合在一起），这样做的好处是不仅能“听见”，还能“听清”声音是从哪个方向来的。这样你在一群人里跟它说话，它就能准确地转向你。

光能看还不行，要与环境交互，就必须有触觉。

触觉传感器（皮肤）：通常安装在机器人的指尖、手掌等部位。当它拿起一个杯子时，这些传感器能告诉它物体的形状、材质（软还是硬），以及有没有在打滑。这能让它用恰到好处的力气去抓取，而不是把杯子捏碎。
力/力矩传感器（关节）：这些传感器安装在机器人的“关节”里，比如手腕、脚踝、腰部。它们的作用是感知机器人每个动作所受到的力。比如走路时脚踩到地面，传感器会告诉“大脑”地面有多硬，有没有踩稳；它推门时，能感觉到门是推开了还是被卡住了。

这是人形机器人能像人一样走路而不摔倒的关键。

惯性测量单元 (IMU)：这个小东西非常重要，它就像我们内耳里的平衡器官。IMU里面通常包含：
- 加速度计：测量机器人在前后、左右、上下三个方向上的移动速度变化（加速度）。
- 陀螺仪：测量机器人围绕三个轴（点头、摇头、歪头）的旋转状态。
把这些信息结合起来，机器人就能实时知道自己身体是倾斜了、在加速还是在转弯，然后迅速调整脚步来保持平衡。

机器人感知世界的过程，就是一个“数据大融合”的过程。

它会把“眼睛”看到的图像、“耳朵”听到的声音、“皮肤”感觉到的压力和“关节”受到的力，以及“内耳”感知的自身姿态等所有信息，全部汇集到它的中央处理器（也就是“大脑”）里。然后通过复杂的算法（现在越来越多地使用人工智能）进行分析和决策，最终指令身体的各个部分做出合适的动作。

所以，一个先进的人形机器人，其实就是一个集成了各种高精度传感器的、会走路的超级计算机。