人形机器人在感知外界环境时,主要依赖各类传感器,包括力矩传感器、柔性传感器、
其中,柔性传感器具有高度灵敏的触觉反馈和多维度感知,能够增强人形机器人的人机交互能力。
早期触觉传感器的研究主要聚焦于压力和力的测量,通常被安装在机器人的指尖,以测量多维力。在检测接触位置时存在一定的局限性,通常只能感知单一模态的信息,如力的大小和方向,而无法感知温度和纹理等其他信息。
与早期的单模态触觉传感器相比,电子皮肤作为传感器的升级版本,通过集成多个传感单元,实现了对多种感知信息的同时获取。
电子皮肤作为机器人感知的“神经末梢”,能够通过触觉单元的阵列与集成,模仿人类皮肤力矩和触觉等多种感知,因此更加接近人类皮肤的功能,且主要置于机器人的手部、手臂等多个部位。

柔性电子皮肤先进材料具备仿生性和柔弹,主要由基底材料、电极材料、功能层材料构成。
基底材质:决定传感器的弹性形变性,主要应用在柔性传感电路集成作为柔性衬垫,如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亚胺(PI)和聚酯(PET)等高分子薄膜材料等。
相关基底材料国内代表厂商中,汉威科技的柔性电子皮肤采用先进的微纳加工技术,以柔性材料为基底,如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇(PVA)等,使传感器超薄(厚度小于 0.3mm)、超柔韧(可反复弯曲 100 万次仍保持良好性能);祥源新材研发的 PI 基超薄柔性基材,其厚度仅 3 微米,弯曲半径小于 1 毫米时仍能保持 98% 的导电稳定性。
电极材料:负责传输电信号。
功能层材料:将外部的力、温度、湿度等物理量转化为电信号。

目前电子皮肤在成本和感知性能上依然有较大提升空间。
在材料层面,电子皮肤的难点包括需要具有类似组织的机械性能及在生理环境中的优异稳定性。
在应用层面,柔软的电子皮肤需要感官信息的仿生编码和设备生物界面的神经形态驱动,以实现自然感觉和低功耗。
从实际应用案例来看,特斯拉公布的第一代机器人没有触觉,第二代机器人指尖集成了触觉传感器,去年智远、小鹏发布新的机器人型号都集成了触觉传感器。
长期来看,倘若柔性传感器遍布全身,产业价值有望达到机器人总体价值量的 10% 左右。
特斯拉机器人使用 interlink 产品,interlink 产品预计是压阻式,或有望成为长期主流路径。
国内方面,与特斯拉技术路线一致的布局的部分厂商包括汉威科技子公司苏州能斯达研发的柔性纳米仿生电子皮肤包含了压阻式技术;福莱新材已建成柔性传感器中试线;德尔未来与高校联合开发自供电透明 E-skin,解决传统传感器刚性问题;祥源新材生产的发泡材料可作为传感器的压电功能层,实现压力和震动的感知,在实验室技术层面验证了压阻式传感方案的可行性;申昊科技已形成接近式、预接触式、接触式、指压式四大基础产品矩阵;天奈科技碳纳米管电子皮肤与国内知名科研院所合作;沃特股份在导电水凝胶等柔性电子皮肤电极材料方面有研发和生产优势。
柔宇科技、钛深科技、帕西尼感知、奥迪威、苏试试验、埔慧科技、慧闻科技、弘信电子、墨现科技、力感科技、中科纳芯、日盈电子、安利股份等多家厂商在柔性触觉传感器等都有相关布局。

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