电子-人形机器人专题-机器嗅觉正式版.docx

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1、行业评级：看好（维持）分析师：蒋高振执业证书号：S1230520050002j ianggaozhen StOC研究助理：陈颖ChenyingOl StOC相关报告1机器人在多应用场景落地加 速2023.12.252国产人形机器人添新员，融 合 ChatGpT2023.12.253人形机器人专题一视觉传感 器2023.12.25证券研究报告I行业专题I电子电子报告日期：2023年12月26日人形机器人专题一机器嗅觉一一行业专题报告投资要点口机器人嗅觉具有广泛应用领域嗅觉是五种基础感知之一，是人形机器人环境感知的重要一环。机器人嗅觉在环境监测、安全监控、危险环境、医疗卫生等领域中具有广阔的应用前

2、景，可以实现在环境监测场景下对烟雾、多种气体浓度等数据进行采集、判定；在安全监控场景下识别有特殊的气味的化学危险品；在危险环境如火灾、煤矿场景下识别危险气体；在医疗卫生领域识别有害物质及人体生病时气味等等。日本于2006年开发的护理机器人RI-MAN,美国为海军的舰载自主消防机器人项目开发的人形机器人SAFFiR,以及在日本国际机器人展亮相的由川崎重工研发的救援人形机器人均有用到机器人嗅觉技术。口气体传感器+人工智能技术推动机器嗅觉发展目前对于机器人嗅觉问题的研究工作中，主要采用气体传感器或直接购买商用的电子鼻产品进行机器人气味识别。作为人工嗅觉的核心元件，气体传感器已经过多年发展。在发展过程

3、中，开发具有高敏感度、高选择性、高稳定性、快响应时间、低功耗和低成本的“4S2P”特性的气体传感器是主要目标。随着物联网、微纳加工技术与人工智能技术的发展，利用气体传感器阵列（模拟生物嗅觉中的嗅觉感受器）与人工智能算法（模拟生物嗅觉中的嗅觉神经系统）构建的人工嗅觉技术在更多的领域中发挥重要作用，实现气体传感器从“功能实现”到“性能提升”到“智能化”的发展路线。国内高端气体传感器份额较低，替代空间大根据YoleDGveloppemeni统计，2017年全球气体传感器市场中电化学、红外、半导体技术共同占据了95%以上的市场份额。根据全球知名市场情报咨询公司MOrdOrlnteIIigenCe统计及

4、预测，2018-2020年红外技术的市场份额逐年提升，至2020年已达24.06%。从全球来看，气体传感器生产商主要集中在英、Fl、德、美和中国。气体传感器相关企业有英国城市技术公司（母公司为HoneyWel1）、日本Figaro、英AIPhaSense、Dynament炜盛科技等。根据中研普华产业研究院数据，在高端的电化学类、红外光学类气体传感器领域，中国所占份额不足5%,有较大提升空间。未来在机器人、汽车、消费电子等领域发展的驱动下，气体传感器市场有望继续保持快速发展的势头。相关企业汉威科技（催化燃烧、半导体、电化学、红外光学等类型气体传感器）；四方光电（非分光红外、光散射探测、超声波等类

5、型气体传感器）。风险提示技术进展不及预期；需求不及预期。正文目录1机器人嗅觉具有广泛应用领域42气体传感器类别及市场占比53气体传感器竞争格局64风险提示7图表目录图1：人形机器人嗅觉在各种场景下应用4图2：机器人嗅觉技术原理图5图3：气体传感器技术类型市场份额统计情况对比6表1：不同技术类型气体传感器市场占比61机器人嗅觉具有广泛应用领域机器人嗅觉具有广泛应用领域。嗅觉是五种基础感知之一，是人形机器人环境感知的重要一环。机器人嗅觉在环境监测、安全监控、危险环境、医疗卫生等领域中具有广阔的应用前景，可以实现在环境监测场景下对烟雾、多种气体浓度等数据进行采集、判定；在安全监控场景下识别有特殊的气

6、味的化学危险品；在危险环境如火灾、煤矿场景下识别危险气体；在医疗卫生领域识别有害物质及人体生病时气味等等。日本于2006年开发的护理机器人Rl-MAN,美国为海军的舰我自主消防机器人项目开发的人形机器人SAFFiR,以及在日本国际机器人展亮相的由川崎重工研发的救援人形机器人均有用到机器人嗅觉技术。图1：人形机器人嗅觉在各种场景应用救火救灾医疗护理资料来源：四方光电公告，RoboticsToday,中国消防杂志网，每经网等，浙商证券研窕所气体传感器+人工智能技术推动机器嗅觉发展。目前对于机器人嗅觉问题的研究工作中，主要采用气体传感器或直接购买商用的电子鼻产品进行机器人气味识别。电子鼻也是基于气体

7、传感器的气味识别仪器，主要包含气体传感器阵列和提供系统内分析软件模型的算法。气体传感器(GaSSenSor)是一种能够感受气体体积分数的变化并将其转变为电信号的换能器，可用于探测在一定区域范围内是否存在特定气体，和/或连续测量气体成分浓度。作为人工嗅觉的核心元件，气体传感器已经过多年发展。在发展过程中，开发具有高敏感度(SenSitiVity)、高选择性(SeIeCtiVity)、高稳定性(StabiIity)、快响应时间(SPeed)、低功耗(PoWer)和低成本(COSt)的“4S2P”特性的气体传感器是主要目标。随着物联网、微纳加工技术与人工智能技术的发展，利用气体传感器阵列(模拟生物嗅

8、觉中的嗅觉感受器)与人工智能算法(模拟生物嗅觉中的嗅觉神经系统)构建的人工嗅觉技术在更多的领域中发挥重要作用，实现气体传感器从“功能实现”到“性能提升”到“智能化”的发展路线。积极探索气体传感器的新原理、新材料、新机制和新器件，对全面提升人工嗅觉性能、拓展人工嗅觉使用范围具有重要的科学意义和实用价值。图2：机器人嗅觉技术原理图资料来源：AdvancedIntelligentSystems,浙商证券研究所2气体传感器类别及市场占比气体传感器根据工作原理分为直接测量敏感材料电学性能变化的电学型气体传感器和间接测量气体种类与浓度的光学型气体传感器。电学型气体传感器包括半导体型、电化学型、催化燃烧型、

9、石英微天平型与声表面波型。光学型气体传感器主要是红外气体传感器。电学型气体传感器：半导体型（体传感器主要根据半导体敏感材料与气体发生反应，导致敏感材料的电子发生得失，从而改变气敏材料的电学性能，通过检测其电学性能的变化即可准确地检测气体，由于其制作简单、操作简洁、成本低廉、易于微型化装配等特点而受到了广泛的关注，但其响应为广谱响应模式，导致其选择性不高。电化学气体传感器是符测量对象气体在电极处氧化或还原形成电流，通过检测电流的大小即可确定气体浓度，具有响应准确度高、一致性好的特点，但其寿命较短。催化燃烧式I体传感器是利用可燃气体催化燃烧产生热效应的原理实现响应，具有输出信号线性好、指数可靠、价

10、格便宜、不会与其他非可燃性气体发生交叉敏感等特点，主要用于可燃性气体响应。石英微天平与声表面波型气体传感器属于频率型器件，即敏感材料与气体反应后的电学性能改变会使得整体器件的频率发生变化，特别是声表面波传感器具有抗干扰能力强、环境适应性强、无线无源、使用寿命长等优点，适合用于难以维护或需要长期工作的场合。光学型气体传感器：红外气体传感器是一种基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系来检测气体组分并确定其浓度的气体传感装置。该类型的传感器不需要与待测气体直接接触，适用于一些特种环境中的测试，如高污染环境、文物保护等。根据YoleDeveloppement统计，2017

11、年全球气体传感器市场中电化学、红外、半导体技术共同占据了95%以上的市场份额，其中，应用电化学、半导体技术的气体传感器占比分别达44.2%、38.3%,应用红外技术的气体传感器占有15.1%。此外，催化燃烧、光电离子探测、超声波技术的市场份额占比较低，分别为1.5%、0.5%和0.4%。光学技术具有高精确度、高使用寿命的特点，且应用场景丰富，未来发展空间大。据公开检索，YoleDeveloppement未更新上述各类气体传感器技术的市场份额数据。根据全球知名市场情报咨询公司MOrdOrInteHigenCe统计及预测，2018-2020年红外技术的市场份额逐年提升，至2020年已达24.06%

12、O表:不同技术类型气体传感器市场占比技术类型2018年度2019年度2020年度电化学52.82%52.85%52.88%红外23.50%23.77%24.06%催化燃烧11.33%11.19%11.04%半导体8.44%8.31%8.17%光电离子探测3.92%3.88%3.85%资料来源：四方光电招股书，浙商证券研究所上述两份报告对各主要气体传感技术的市场份额统计情况对比如下:图3：气体传感器技术类型市场份额统计情况对比资料来源：四方光电招股书，浙商证券研究所3气体传感器竞争格局从全球来看，气体传感器生产商主要集中在英、日、德、美和中国。气体传感器相关企业有英国城市技术公司（母公司为Hon

13、eywell）日本Figaro、英AlphasenseDynament炜盛科技等。HOneyWeIl子公司英国城市技术公司以电化学起家，同时涉足红外和催化类气体传感器，其产品既包括02、CO2、NO、Nc2等较为常见气体传感器，也包括银化氢、氯气、联氨等工业用气的传感器。城市技术每年生产超过一百五十万个传感器，产品类别超过200种，生产的传感器能够检测20种不同气体。在高端的电化学类、红外光学类气体传感器领域，中国所占份额不足5%。由于我国对该市场的重要性认识较晚，直到上个世纪八十年代才有企业进入气体传感器市场，因而相对发达国家而言，我国气体传感器发展历史较短、技术基础薄弱。国内目前气体传感器

14、厂商有河南汉威科技、太原腾星、炜盛电子、深圳戴维莱、四方光电、邯郸718所等，但产品性能相较于国外厂商还存在一定的差距。随着人们健康和安全需求的提升，对于空气检测技术的探寻步入快速增长期，气体传感器的应用需求也与日俱增。未来在机器人、汽车、消费电子等领域发展的驱动下，气体传感器市场有望继续保持快速发展的势头。汉威科技：公司主要是以传感器为核心，将传感技术、智能终端、通讯技术、云计算和地理信息等物联网技术紧密结合，形成了“传感器+监测终端+数据采集+空间信息技术+云应用”的系统解决方案，业务应用覆盖物联网综合解决方案及居家智能与健康等行业领域，在所涉及的产业领域中形成了相对领先的优势。公司是国内

15、领先、国际知名的气体传感器制造商，能够生产的主流气体传感器产品上百种，涵盖催化燃烧类、厚膜印刷半导体类、电化学类、红外光学（含激光）类、MEMS工艺类等全球主流气体传感器技术，产销量位居国内前列。四方光电：公司是一家专业从事气体传感器、气体分析仪器研发、生产和销售的高新技术企业。公司构建了基于非分光红外（NDlR）、光散射探测（LSD）,超声波（Ultrasonic）,紫外差分吸收光谱（UV-DOAS）、热导（TCD）、激光拉曼（LRD）、金属氧化物半导体（MoX）等原理的气体传感技术平台，形成了气体传感器、气体分析仪器两大类产业生态、百余种不同产品，广泛应用于空气品质、环境监测、工业过程、安全监控、医疗健康、智慧计量等领域。4风险提示（一）技术进展不及预期人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，涉及众多不同领域，复杂度高，开发难度较大。如果未来研发及产业化过程中某一环节遇到瓶颈无法快速突破，将会造成人形机器人整体进展不及预期的风险，对于其他各环节均会造成不利影响。（二）需求不及预期一方面，经济不景气或周期性波动可能导致市场需求下降，从而带来人形机器人产品销售困难；另一方面，人形机器人目前成本较高，如果不能有效降本，将会阻碍人形机器人实际场景落地，降低人形机器人产品的经