سنسورهای اولتراسونیک یا حسگرهای مافوق صوت از جمله پرمصرف ترین سنسورها در روباتیک می باشند.

یکی از مسائل مطرح در رباتیک ایجاد درک نسبت به محیط خارجی برای جلوگیری از برخورد نامطلوب به اشیاء موجود در محیط حرکت است. از سوی دیگر ممکن است نیاز داشته باشیم که ربات بتواند درکی از فاصله ها بدون تماس فیزیکی داشته باشد. برای این منظور از سنسورهای مافوق صوت یا Ultrasonic استفاده میکنند.

با وجود اینکه رویکردهای زیادی در این زمینه وجود دارد ولی میتوان آنها را در دو بخش تقسیم بندی کرد:

دسته اول شامل ابزارهای انفعالی میباشند ،نظیر سیستمهای فاصله سنجی swept-focus و یا stereoscopic
دسته بعد سیستم های فعال یا Active میباشند نظیر سیستمهای ماکروویو ، لیزر و مافوق صوت.
این سنسورها از دو قسمت تشکیل شده است. قسمت اول مدار راه انداز آن را تشکیل میدهد و قسمت دیگر دو قطعه (مبدل) گیرنده و فرستنده آن ، دقیقا مشابه آن قسمت از دزدگیرهایی که در خودروها (مقابل شیشه جلو) نصب میشود.
دردسر اصلی کار با اینگونه سنسورها مدار راه انداز آن است.البته پکیجهای آماده که کار را بسیار ساده میکنند نیز وجود دارد، مانند مدول مافوق صوت ساخت شرکت Texas Instruments . این سنسورها در برخی دوربینها نیز برای تشخیص فاصله و فوکوس مناسب استفاده میشود.
مکانیزم کلی کار این سنسورها ، فرستادن یک بیم و دریافت انعکاس آن و متعاقبا محاسبه زمان رفت و برگشت. بدین ترتیب میتوان فواص را نیز براحتی با در نظر گرفتن صرعت صوت در دما و فشار محیط ، محاسبه کرد.
قدم بعدی بدست آوردن ماتریسی از موانع موجود در محیط است. اینکار از دو راه ممکن است :
راه اول جاروب کردن محیط با امواج بصورت مکانیکی میباشد. راه دوم استفاده ازچند مبدل ، با توجه به پیچیدگی محیط ، است.
بعنوان مثال میتوان یک مبدل متحرک با رنج زاویه ای بالا در سر ربات ، یک مبدل ثابت در جلو و رو به پایین برای تشخیص گودی، و دو مبدل با زاویه های 45 درجه در چپ و راست را بعنوان یک ترکیب مناسب استفاده کرد.
یکی از مهمترین خطاهایی که در این سنسورها مشاهده میشود ، خطای بالقوه در فواصل زیاد است. همانطور که میدانید امواج مافوق صوت را نمی توان همانند یک بیم لیزر تاباند و انعکاس آن را ثبت کرد. بعنوان مثال در فاصله حدودا 4.5 متری و با زاویه تابش 75 درجه حدود 250 میلیمتر خطا ممکن است پیش آید.
برخی از محققین با استفاده از تیوپها ، شیپوره ها و بازتابنده ها و با فوکوس دادن بیم های صوتی سعی در کم کردن زاویه تابش داشته اند ولی تجهیزات مورد نیاز ابعاد سنسور را به ده ها برابر افزایش میدهد. دقت این نوع سنسورها را با افزایش دقت گیرنده نیز میتوان افزایش داد. لبه های کناری بیم عموما از شدت کمتری برخوردارند لذا با کم کردن شدت حساسیت گیرنده میتوان خطا را تا نصف کاهش داد. البته در مواردی از یک آرایه از داده ها استفاده میشود و پروسسوری وظیفه تشخیص زاویه مناسب را برعهده دارد.