Los sensores constituyen "los sentidos" del robot. Envían información sobre el exterior que será procesada por el ladrillo inteligente (NXT Brick), y este responderá mediante actuadores (motores, etc.) de acuerdo a las instrucciones que habremos programado e introducido previamente en su memoria.
Los sensores que incluyen los sets de robótica son: sensor de contacto, sensor de luz (sustituido por sensor de color en algunas versiones), sensor acústico y sensor ultrasónico.
Los robots se pueden ampliar con diferentes sensores de terceros fabricantes como Hitechnic, que ha desarrollado sensores de temperatura, barométricos, sensores de campo magnético, etc.
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