电子皮肤技术概述 - 电子皮肤是赋予机器人多维感知能力的关键技术，具备温度、法向力和剪切力感知功能 [5][6] - 温度感知通过PVDF、石墨烯等材料将温差转化为电信号，应用于健康监测和热安全预警 [12] - 法向力感知依赖力-电信号转换机制，实现精准抓握控制和物体接触识别 [13] - 剪切力感知通过微金字塔、仿指纹结构识别平行摩擦力，实现纹理识别和抓取稳定性判断 [19] 技术实现路径 - 主要采用压阻式、电容式、压电式、光学式和电磁式五种技术路径 [21] - 压阻式技术简单应用广，电磁式具有感知切向力优势，可能成为发展方向 [21] - 实现多功能需要多种传感技术融合，但会影响电子皮肤的轻薄性 [21] - 核心参数包括最小感知力(如0.01N)、采样频率(如200Hz)和使用寿命(如300万次) [19][20] 材料与制造 - 由介电材料、活性材料和柔性基材组成，聚酰亚胺是理想柔性基材但成本高 [30][31] - 介电胶因高精度压力传感和简单制备过程脱颖而出 [32] - 活性材料主要包括碳纳米管和石墨烯，要求优秀机械性能和电子特性 [36] - 制造工艺面临电磁干扰屏蔽和规模化生产挑战，光刻与硅蚀刻技术适用于高精度制备 [34][35] 算法演进 - 从集中式向分布式转变，以应对传感器数量增加带来的数据带宽和功耗瓶颈 [41] - 前沿算法包括基于STDP规则的无监督学习、强化学习和脉冲神经网络算法 [42] - 需要模仿人类触觉系统的超冗余传感+预测编码机制 [42] 市场前景 - 全球人形机器人市场规模预计2030年达200亿美元，为柔性触觉传感器创造商机 [47] - 全球柔性传感器市场规模预计从2022年15.3亿美元增长至2029年53.2亿美元 [47] - 中国柔性传感器市场规模2023年达23.56亿元，2015-2023年CAGR为17.2% [54] - 人形机器人电子皮肤单台价值量从指尖2,670元到全身覆盖可达106,800元 [52] 竞争格局 - 海外巨头如Tekscan、JDI等占据主要市场，2022年CR5达57.1% [59][60] - 国内企业包括汉威科技、福莱新材、柯力传感等，部分已进入送样阶段 [61] - 汉威科技具备材料+制造能力，已与宇树科技、比亚迪等合作并小批量供货 [62][66] - 福莱新材柔性传感器中试线完成安装调试，与头部屏厂达成合作 [67] - 柯力传感主攻机器人传感器，触觉传感器处于研发验证阶段 [72]