电子皮肤市场前景 - 电子皮肤市场增长速度快 在人形机器人应用场景有机会从指尖拓展至全手、脚和关节 空间广阔 [1] - 目前海外公司占据主要市场 国产化率有提升趋势 参与者中巨头与初创公司兼有 国内公司积极布局 领先企业已送样本体厂 [1] - 目前电子皮肤产品均处于较初级阶段 产品送样节奏领先的企业有机会与本体厂共同开发 产品迭代速度会加快 进而积累优势 [1] 电子皮肤技术特性 - 电子皮肤是一种柔性触觉传感器 是机器人感知环境和完成任务的基础 具备温度感知、法向力感知和剪切力感知功能 [1] - 电子皮肤最常见的是压阻式、电容式、压电式 还有比较新颖的光学式和电磁式 其中压阻式技术简单应用广泛 电磁式因可以感知切向力而有望成为未来演进方向 [1] - 未来电子皮肤将朝着高精度、长寿命、多模态感知和自愈能力方向发展 但材料、制造工艺和算法优化仍是实现规模化应用的主要挑战 [1] 电子皮肤材料组成 - 电子皮肤一般由电极、介电材料、活性材料、柔性基材组成 [2] - 柔性基材需要良好拉伸性和延展性 目前聚二甲基硅氧烷PDMS最常用 聚酰亚胺PI逐渐被认为是最佳基底材料 但成本较高 难以规模化生产 [2] - 介电材料起绝缘隔离作用 介电胶因简单的制备过程脱颖而出 活性材料需优秀机械和电子特性 方案包括碳纳米管和石墨烯 [2] 电子皮肤制造工艺 - 制造是行业技术壁垒的关键所在 抗电磁干扰、低成本、高效率规模化生产是工艺优化的方向 [3] - 光刻与硅蚀刻技术可高精度制备微结构传感器以提升性能 适用于电容式传感器 但工艺复杂、需高精度设备且成本高 [3] - 3D打印技术能制备复杂立体结构柔性传感器并支持多种材料 然而可打印材料有限、尺寸精度低且量产性差 [3] - 喷墨打印适合大面积批量传感器制备且流程简便 但多层图案精度低、难以形成厚功能层 [3] - 丝网印刷具备大面积批量、低成本、材料适应性广的优势 不过稳定性和一致性不足 质量易波动 [3] 电子皮肤算法发展 - 人形机器人借助柔性触觉传感器实现多物理量传感 信号接收趋近仿真 [4] - 为解决信号传输带宽和实现快速响应 电子皮肤算法有趋势从集中式转向分布式 模仿人类触觉机制 进而可以实现功耗的降低 [4] - 硬件与算法迭代成为技术新壁垒 边缘侧算力硬件会因电子皮肤而需求扩大 现有前沿算法包括STDP、强化学习和SNN等 [4]