报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 触觉传感器是机器人实现泛化操作的核心部件,全球触觉传感器行业市场规模快速增长,不同技术路线的触觉传感器各有优劣,行业玩家众多且各具特色,未来传感器企业的核心竞争壁垒在于材料、算法和芯片,触觉传感器有较大的成本下降空间,建议关注触觉传感器&电子皮肤行业相关公司[3][4][5][6] 根据相关目录分别进行总结 人形机器人为何需要触觉传感器 - 触觉传感器是用于机器人中模仿触觉功能的传感器,可感知末端力、温度、湿度等,按功能可分为接触觉、力矩、压觉和滑觉传感器等,分布于机器人的躯干和灵巧手等部位,灵巧手指尖传感器是核心部位[3][14] - 相较于传统工业夹爪,触觉传感器对灵巧手实现商业化落地至关重要,可实时检测接触力和压力分布,帮助调整抓握力度,提高抓取成功率和稳定性,自适应触觉感知需要探测多维变量[17] - 触觉传感器对抓握模型的训练有重要意义,现阶段机器人抓握尚未实现灵巧操作,通过收集抓握数据可助力抓握大模型训练,引入触觉可助力VLA模型进一步泛化[20] - 未来人形机器人商业化落地核心在于模型端,触觉传感器有望助力大模型提升泛化能力,目前人形机器人软件端进展慢于硬件端,触觉传感器的引入可提高机器人对现实世界的预认知[21] - 手掌端电子皮肤主要强调对接触位置的精准控制和对物体材质的感知能力,在抓握动作中不起主导作用,仅需一维压力传感器;手指端触觉传感器强调感知+控制,感控一体,最重要的特性是对三维力的感知,要实现不同手指的分布式协同工作,在抓握动作中起主要作用[28] - 以拿水瓶为例,抓水瓶前结合视觉感知物体表面材质和大致所需的力;抓水瓶时感知压力、摩擦力等三维力,并结合接近觉施加能抓起的最小压力;移动过程主要感知摩擦力,快速调整抓握力度;放置过程主要感知桌面对水瓶的支持力,实现放手动作[32] 技术路线:触觉传感器各技术路线辨析 - 全球触觉传感器行业市场规模快速增长,2024年达164亿美元,预计2024 - 2034年CAGR将达13.5%,2023年下游应用领域占比前三分别为制造业(42%)、航天航空&国防(27%)、汽车行业(17%)[4][40] - 主流触觉传感器类型包括视触觉、压电式、电容式、磁电式、电阻式和应变片,各类型在测量精度、形状、力/力矩、触觉信息模态、接触信息、分辨率、制造工艺要求和稳定性等方面存在差异[41] - GelSight视触觉传感器利用光学原理实现高空间分辨率和宽动态响应范围,工作原理类比为微型的“接触成像系统”,优点是具有高空间分辨率、形变可视化、高灵敏度、可测量三维形变、无电气干扰问题,缺点是在实时反馈和柔性响应上有局限,易受温度影响,体积较大,对端侧芯片算力要求高[42][43] - 基于压阻效应的触觉传感器通过检测电阻变化反映外部压力或接触状态变化,优点是鲁棒性好、分辨率高、可密集排布、结构紧凑与集成化,缺点是迟滞性大、功耗高、温漂大、线性度差、无法直接精准测量切向力[46][47] - 基于电容原理的触觉传感器通过检测电容变化获取受力信息,能够测量三维力大小,具有接近觉功能,优点是灵敏度高、响应速度快、易于阵列化集成,缺点是易受周围导电物体产生边缘电容干扰、响应非线性、负载能力差[51][52][53] - 基于压电原理的触觉传感器利用压电效应检测外部刺激,优点是灵敏度高、动态特性好、测试频率宽、不需要外部电源、便于携带、材料刚度高,缺点是不适用于静态压力测量场景、易受噪声干扰、介电性受温度影响、较难对切向力进行直接定量测量[57][58] - 基于磁感原理的触觉传感器利用电磁感应原理将输入运动速度变换成感应电势输出,可分为基于霍尔干扰和基于霍尔器件两种路线,优点是对微小位移和压力变化敏感、响应速度可达毫秒级,缺点是不具备泛化能力、传统设计难以集成到小型设备、受外部磁场或电路噪声影响、磁体性能随温度变化、成本较高[63] - 手掌区域电阻式触觉传感器可行性较高,指尖区域电容式和电磁式已有大规模应用,但整体方案仍未收敛,视觉辅助触觉感知是重要发展方向,学界也在探讨多方案融合方向[66] - 预计至2035年,全球人形机器人用电子皮肤&触觉传感器市场空间可达175亿元[69] - 传感器企业的核心竞争壁垒在于材料、算法和芯片,导电硅胶材料的合格供应商有望成为壁垒,算法的迭代是降本与提升性能的关键,自主设计的芯片可提高传感器性能[73] - 现阶段传感器价格居高不下,未来触觉传感器有较大的成本下降空间,大规模放量后有望充分摊薄固定成本,价格同步下降[76] 行业玩家:触觉传感器主流玩家介绍 - 触觉传感器行业主流公司众多,包括Tekscan、PPS、SPI、GelSight、JDI、汉威科技、XELA、苏州慧闻纳米科技、帕西尼感知科技、钛深科技、Touchence、广州埔慧科技、墨现科技、Tacterion、LEGACT、戴盟机器人、纬钛科技和千觉机器人等,各公司在国别、创立时间、主要业务、主要触觉传感器产品和传感器类别等方面存在差异[79][80][81] - 福莱新材业绩稳步增长,盈利能力提升,成功开发出高性能柔性传感器材料,有望打造公司第二成长曲线,其柔性传感器采用电阻式技术路线[84] - 能斯达(汉威科技参股)业绩承压,盈利能力下滑,已开展柔性微纳传感器业务,积极布局柔性触觉传感器的研发与创新,其柔性电子皮肤产品与多家人形机器人本体厂商合作,并向部分机器人厂家小批量供货[91] - 日盈电子业绩增长,盈利能力有待进一步提升,基于在传感器领域的技术和经验,积极投入柔性触觉传感电子皮肤开发,压阻式电子皮肤产品样品已于2025年3月研发成功,磁电式方案正在研发中,目前电子皮肤单只手价值量在1000元左右[99] - 他山科技是电容式触觉传感器国产龙头,通过自研的全球首款数模混合AI触感芯片及触觉感知算法解决了触觉多维感知信号同时解析的难题,聚焦模型、算法和芯片制造三大核心领域,是全国唯一可以提供底层芯片+触觉传感器+整手算法方案的公司[100][106] - 帕西尼感知科技是电磁式触觉传感器龙头,产品矩阵涵盖触觉传感器、高低配置灵巧手及机器人本体合作方案,核心技术基于霍尔效应触觉传感器,结合视觉与触觉数据融合算法,为机器人提供高精度力觉反馈,核心技术优势体现在硬件设计、算法架构及多模态融合能力[107][109] - 墨现科技专注于电阻式触觉传感器领域,提供高适应性柔性压力传感器方案,核心技术逻辑在于开发通用型传感器,以电阻式技术为基础,实现低成本、高兼容的规模化落地,采用“短-中-长”三期发展战略[113][117][118] - GelSight是视触觉传感器龙头,致力于通过其独特的弹性体成像技术将触觉数字化,核心技术基于“Gel(凝胶)+ Sight(视觉)”的组合,产品包括GelSight Mini、DIGIT Tactile Sensor、GelSight Mobile和GelSight Max等[119][123][124] 投资建议 触觉传感器&电子皮肤行业建议关注【福莱新材】【汉威科技】【日盈电子】【东方电热】【明新旭腾】【信宇人】【斯迪克】【他山科技(一级公司)】【帕西尼感知科技(一级公司)】【墨现科技(一级公司)】等[6][127]
传感器行业深度报告:触觉提升机器人现实感知能力,打通灵巧操作关键一环