传感器负责采集物理世界信号,神经网络负责看懂、处理这些信号,输出决策/控制指令;二者是“眼睛、皮肤”和“大脑”的搭配,缺一不可。
1、各自分工
- 传感器:硬件,只做信号转换
相机、激光雷达、IMU、力矩传感器、足底压力、触觉传感器、编码器。
输出原始数据:像素、点云、角度、加速度、压力值。
✘ 它不懂含义,只是把现实变成一串数字。
- 神经网络:算法模型(大脑)
接收传感器传来的原始数字,提取特征、做拟合、预测、判断。
✘ 它不能直接感知世界,没有传感器输入,神经网络就是空转,没有信息来源。
2、在机器人里典型链路
传感器 → 预处理 → 神经网络 → 动作输出给电机
举四足机器人例子:
IMU(姿态)+关节编码器+足底压力传感器 → 数据送入MLP/强化学习策略网络 → 网络算出每条腿电机扭矩 → 机器人站稳、走路。
视觉机器人:
相机(图像传感器)→ CNN神经网络 → 识别物体、算出物体位置 → 规划抓取。
3、神经网络对传感器的价值(重点)
1. 降噪:传感器信号自带噪声、漂移,神经网络可以学习噪声规律,过滤干扰,比传统滤波效果更好。
2. 多传感器融合:把相机、激光、IMU不同来源的数据揉在一起(多模态),传统融合公式很难写,神经网络很擅长。
3. 补偿传感器短板:比如传感器精度不够、有盲区,网络可以靠数据学习做估计(状态估计)。
4. 端到端简化:以前是传感器→人工写特征→规则判断→控制;现在直接传感器原始数据进神经网络,一步出控制指令,就是端到端具身智能。
4、反过来:传感器决定神经网络的上限
- 传感器差、噪声大、采样频率低,再好的神经网络也容易判断出错、失控;
- 不同传感器搭配,需要设计不同网络:图像用CNN、时序IMU数据常用LSTM、多模态用Transformer。
5、简单对比传统方案
- 传统:传感器 + 人工写公式/滤波/PID,人要摸清所有物理规律;
- 神经网络方案:传感器 + 数据训练,网络自己学习物理规律,适合复杂、难建模的场景(摩擦、打滑、柔性接触)。
6- 传感器:奥比中光(3D视觉传感器)、敏芯股份、汉威科技等
- 神经网络算法/算力:埃斯顿、九号、云天励飞、中科创达/泰尔股份、智微智能、固高科技、申昊科技
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