根据特斯拉二季度说明会，预计在这个月，特斯拉可以制作完成搭载自主设计执行器的人形机器人，并进行行走和执行测试。
行走测试是特斯拉人形机器人2024年小批量产前的关键环节，预计主要考察机器人的直立平衡动态运动、场景感知决策能力，下肢线性关节预计是关键测试对象。
如今11月已过半，留给特斯拉的时间不多了。
人形机器人独立行走最关键零部件
人形机器人直立行走，离不开传感器。包括力矩传感器，拉压力传感器、编码器、温度传感器、六力传感器和惯导传感器等。其中，IMU（惯导传感器）是实现人形机器人姿态控制的核心。
根据相关资料显示，IMU相比减速器、滚珠丝杠、力矩电机等，技术难度要大得多，是目前唯一未实现国产替代的人形机器人核心部件。
那么，什么是IMU？
IMU全称Inertial Measurement Unit，惯性测量单元，是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置，大多用在需要进行运动控制的设备，如汽车和机器人。MEMS IMU=MEMS陀螺仪+MEMS加速计。
IMU难点主要在解决误差和提高精度。MEMS IMU的误差一是来源于惯性传感器自身的误差，二是IMU在集成过程中产生的误差。而上述两种误差又可分为系统误差和随机误差。其中系统误差主要有零偏误差、非正交误差、非线性误差、温度误差等、除去解决每种系统误差的方法外，随机误差也可以过后期算法校准，通常采用Allan方差法，这也是壁垒之一。
IMU是人形机器人保持平衡及运动控制的关键传感器。惯性传感器采集的角速度与加速度等惯性信息可以用于推算人形机器人的实时位置与运动轨迹，同时可以与机器人搭载的多传感器融合，在数据类型和数据频率间实现互补。
换句话说，IMU在机器人上可以与摄像头、力传感器等多传感器数据融合，以达到维持身体平衡，预测速度和轨迹并进行定位导航等功能，在四足机器人、人形机器人上均有望标配。
根据UCLA的论文，Artermis机器人在骨盆位置放置了一颗3DM的战术级IMU，并在头部摄像头，足部亦有集成平价的替代品。
卡位人形机器人，壁垒高，国产替代空间巨大
根据精度要求，IMU可分为消费级、工业级、战术级，根据原理的不同也可分为MEMS IMU，光纤IMU，人形机器人一般采用千元以上的高性能MEMS IMU。
自动驾驶达到L3级以及以上，所需要IMU精度需要达到1°/h以内，目前较高精度的MEMS IMU芯片全部依赖于海外进口。人形机器人达到特斯拉Optimus的精度，需要通过增加高精度MEMS IMU数量来达到身体稳定、姿态控制以及头不稳定补偿的效果，因此高性能MEMS IMU芯片国产自主可控的机遇需要提前布局。
我国MEMS IMU市场集中度较高，博世、ST和TDK、Analog、霍尼韦尔占据 93%左右的市场，国产MEMS IMU厂商市场份额几乎可忽略。
目前，国内MEMS IMU/惯性传感器主要有三类玩家：高性能MEMS芯片自主可控的半导体公司，如芯动联科、美泰科技、明镐传感等，较为稀缺；本土消费级MEMS龙头，如士兰微、赛微电子等，主要面向消费电子领域，其中赛微电子为MEMS代工企业；Tier 1系统集成商，如华依科技、星网宇达等，主要布局的是模块/系统集成的IMU-惯导系统环节，传感器芯片为外采。
高精度的MEMS IMU未来有望受益人形机器人与自动驾驶需求爆发，且上游国产替代、民用规模化后降本空间大。
结语
人形机器人市场在全球范围内处于高速发展阶段，未来市场增长潜力巨大。虽然中国市场规模相对较小，但增长速度非常快，优必选、傅立叶、智元、小米、宇数科技等一系列企业都在进行研究，未来有望成为全球人形机器人市场的主要增长之一。
工信部印发的《人形机器人创新发展指导意见》，其中提到要在2025年形成人形机器人创新体系，初步建立要在“大脑”“小脑”“肢体”等一批关键技术当中取得突破，确保人形机器人的核心部件能够有效供给，整机水平达到世界先进水平，并实现批量生产。同时，该指导意见也把人形机器人提高到和智能手机、新能源车、计算机同等地位的第四类重要产品。
在这个人形机器人元年，可以期待，中国人形机器人产业能够凭借现在的这波热情和繁荣，带给我们意想不到的惊喜。