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电子皮肤”,人形机器人的柔性触觉传感器

发布时间2025-4-8 10:13:00
摘要

电子皮肤是一种新型柔性可穿戴传感器,能够模仿人类皮肤的感知功能,其特点是轻薄、柔软、灵活,并可以将外界刺激转化为不同的电信号输出

电子皮肤技术深度分析与产业现状

电子皮肤是一种新型柔性可穿戴传感器,能够模仿人类皮肤的感知功能,其特点是轻薄、柔软、灵活,并可以将外界刺激转化为不同的电信号输出。近年来,电子皮肤的应用拓展至智慧医疗、人机交互、虚拟现实和AI等多个领域,展现出极其广阔的应用前景。

核心技术原理与材料

电子皮肤的核心在于柔性触觉传感器。这些传感器通常采用阵列式设计,并涵盖以下技术原理:

压阻式传感:通过外力改变材料电阻值,检测力的大小变化。

电容式传感:通过外力导致的电极间距变化实现压力感知。

压电式传感:通过受力产生的压电效应生成电信号,完成感知过程。

材料选择:

基底材料:常用柔性材料如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇(PVA)等,具有良好的柔韧性和弹性,适应各种复杂动作与形变。

敏感材料:包括碳纳米管、石墨烯、导电聚合物等,这些材料不仅灵敏度高,还具备较好的延展性与机械稳定性。

电子皮肤不仅实现了压力感知,还可以检测温度、湿度和切应力等物理量,为机器人感知和理解环境提供更多维度的数据支撑。

产业现状与企业布局

汉威科技

汉威科技在国内较早布局柔性触觉传感器领域。

技术优势:突破柔性压阻、压电、电容和汗液检测核心技术难关,并拥有多个大规模生产工艺,包括敏感材料与导电墨水的合成制备技术。

产品特色:厚度仅0.3mm,传感点密度高达每平方厘米100个,支持高分辨率检测,能捕捉羽毛拂过的微小力度,响应速度小于1毫秒。

应用场景:广泛用于医疗健康、汽车电子、智能座舱等领域,目前正与机器人企业合作,将柔性触觉传感器应用于灵巧手,助力机器人完成复杂动作。

途见科技

途见科技专注于研发可拉伸柔性电子皮肤触觉芯片以及触觉感知模型。

技术特点:致力于高密度、高灵敏度、宽量程的多模态柔性电子皮肤。产品具备信号稳定、抗干扰强的特性,最薄厚度仅100微米,且便于贴附异形不可展表面。

解决方案:提供全链条触觉解决方案,支持具身智能触觉大数据模型开发。公司推出的具身智能触觉手套,可实时采集压力、温度和切应力等数据,助力柔性电子皮肤在机器人和多模态场景中的深度应用。

墨现科技

以触觉传感器为核心技术,提供多场景柔性压力传感解决方案。

产品特色:其电子皮肤可覆盖手掌、手背及复杂关节表面,使得机器人能精确感知物体的压力与形状。每只机械手可部署超1000个传感点,增加灵活性与精细化触觉能力。

市场表现:多家头部机器人企业已采用墨现科技的电子皮肤技术解决方案,广泛服务于人形机器人领域。

埔慧科技

埔慧科技提出的微结构型柔性触觉传感器通过表面微结构实现超灵敏压力感知,采用压阻响应原理获得触觉信号。

技术优势:极大提升材料对微小压力的感知能力,并具备批量生产能力,目前已服务于多领域传感器客户。

相关产品:PXS系列压力分布检测系统,将微结构柔性触觉传感技术与自主研发的多功能界面软件相结合,用于多场景静态和动态压力测试需求。

电子皮肤的未来展望

电子皮肤技术正成为人形机器人实现智能感知的关键突破口。目前,电子皮肤已在灵巧手的手指和手掌上有所应用,预计未来将扩展至更多部位(如手臂、身体等),甚至实现全身覆盖。

全身覆盖构想:柔性触觉传感器或将在家庭机器人中实现更多普及,让机器人能够感知冷热、软硬信息,模拟高精度的人体触觉功能。

市场机遇:随着技术进一步成熟,柔性电子皮肤将在医疗康复、虚拟现实等行业形成巨大市场增量。

总结

电子皮肤产业已进入高速发展阶段,其轻薄、柔韧、高灵敏度的特点为机器人技术、智能健康等领域带来了全新的技术革命。汉威科技、途见科技等企业已成为该领域的重要玩家,通过技术革新、市场合作,推动电子皮肤技术逐步从实验室走向大规模应用。未来,随着人形机器人产业的兴起,电子皮肤或将迎来爆发式增长,为更贴近人类感官体验的机器人时代提供坚实基础。

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