人形机器人的关键难题：如何穿上“电子皮肤”，感知这个世界？
人形机器人正朝着更智能、更灵活的方向发展，而“电子皮肤”的出现，为它们感知世界打开了一扇新的大门。 电子皮肤是一种模仿人类皮肤功能的柔性触觉传感器，它能让机器人像人一样感知压力、温度、湿度等信息，从而实现更精准、更灵巧的动作。
电子皮肤：人形机器人的“交互之窗”
电子皮肤是一种可以让机器人产生触觉的系统，其结构简单，可被加工成各种形状，能像衣服一样附着在设备表面，能够让机器人感知到物体的地点和方位以及硬度等信息。 而且相较于人类的触觉，人形机器人的电子皮肤感知能力更为敏锐，例如闭上眼，在手上放一根羽毛，这重量可能会令人难以感知，但披上电子皮肤的机器人却能精准发现。 电子皮肤通过压力传感器，可以感知物体的软硬程度。 压阻式压力传感器是实现这一功能最简单和最常用的方式，它利用导电材料在形变时产生的电阻变化来实现传感。
电子皮肤的工作原理
电子皮肤的核心是各种柔性传感器，例如压力传感器、温度传感器、湿度传感器等。 这些传感器将感知到的物理量转换成电信号，然后传输给机器人控制系统进行处理。 机器人控制系统根据这些信号，可以判断出物体的位置、形状、材质、温度等信息，从而控制机器人做出相应的动作。
柔性触觉传感器的技术路线
触觉传感器有多种分类，其中压电式、压阻式、电容式、摩擦电触觉传感器应用较为广泛。
电子皮肤的应用前景
电子皮肤在人形机器人领域有着广阔的应用前景：
- 精细操作： 电子皮肤可以帮助机器人完成精细的操作，例如拿起鸡蛋、穿针引线等。
- 安全交互： 电子皮肤可以提高机器人与人交互的安全性，例如在医疗领域，机器人可以通过电子皮肤感知病人的身体状况，避免造成伤害。
- 环境感知： 电子皮肤可以帮助机器人感知周围环境，例如在恶劣环境下，机器人可以通过电子皮肤感知温度、湿度等信息，从而更好地完成任务。
- 智能假肢： 电子皮肤还可以用于康复治疗和义肢制造，帮助患者恢复功能和提高生活质量。 电子皮肤赋予假肢更接近真实皮肤的外观和触觉感知能力，提高假肢的灵活性和实用性，帮助残疾人更好地适应日常生活。
应用场景拓展
电子皮肤的应用范围也正从手部开始扩展至全身覆盖，价值量正迅速提升。 电子皮肤也不仅仅应用于人形机器人领域。 除了在机器人领域，电子皮肤还可以应用在医疗健康、智能家居、智能交通、工业自动化等其他领域。 在这些领域中，电子皮肤可以用于感知环境、控制设备、监测健康状况等，具有广泛的应用前景和市场潜力。 比如在智能手表、健康监测手环等可穿戴设备上以及智能绷带等产品上，电子皮肤都能实时监测使用者的生理指标，为疾病预防、诊断和治疗提供重要数据支持。
企业布局与产业链
目前，国内外已经涌现出一些电子皮肤企业，例如汉威科技、福莱新材、他山科技、途见科技、帕西尼感知科技等。 这些企业在柔性传感器材料、设计、制造、算法等方面都进行了积极的布局。
产业链梳理
电子皮肤产业链包括柔性基材、柔性传感器、控制芯片、算法软件等环节。
- 柔性基材： 柔性基材是电子皮肤的基础，需要具有良好的柔韧性、延展性、耐用性等。
- 柔性传感器： 柔性传感器是电子皮肤的核心，需要具有高灵敏度、高精度、低功耗等特点。
- 控制芯片： 控制芯片负责处理传感器数据，并控制机器人做出相应的动作。
- 算法软件： 算法软件负责对传感器数据进行分析，并实现机器人的智能控制。
祥源新材专注于发泡材料的研发、生产和销售。 公司生产的高性能发泡材料可作为传感器的压电功能层， 实现对压力和震动的感知。 这些材料具有高灵敏度、超薄、超轻、低声阻抗和低成本等优势,应用于人形机器人灵巧手及电子皮肤等柔性传感领域。
国内企业面临的机遇与挑战
中国参与生产人形机器人的公司数量居世界首位，该领域超过50%的公司位于中国。 Ground View Research数据，2024年全球电子皮肤市场规模约109亿美元（约合人民币789亿元），2025年预计达到132亿美元（约合人民币955.5亿元），同比增长21.1%。
尽管市场前景广阔，但国内电子皮肤企业也面临着一些挑战：
- 技术壁垒： 柔性传感器技术难度较高，需要长期积累和研发投入。
- 成本压力： 电子皮肤的生产成本较高，需要通过技术创新和规模化生产来降低成本。
- 应用场景： 电子皮肤的应用场景还不够成熟，需要加强与机器人、医疗、智能家居等行业的合作，拓展应用领域。
电子皮肤的未来趋势
随着技术的不断发展和应用场景的不断拓展，电子皮肤将朝着以下方向发展：
- 多功能化： 电子皮肤将集成更多的传感器，实现对压力、温度、湿度、气体、生物信号等多维度信息的感知。
- 智能化： 电子皮肤将与人工智能技术相结合，实现对感知信息的智能分析和处理，从而提高机器人的自主决策能力。
- 集成化： 电子皮肤将与机器人本体进行深度集成，实现更紧凑、更轻便的设计。
- 低成本化： 随着生产工艺的不断改进和规模化生产的实现，电子皮肤的成本将进一步降低，从而促进其在更多领域的应用。
人形机器人产业的新阶段
机构指出，2024年，国内人形机器人行业经过技术积累+政策刺激，复合影响因素的传导效应开始显现。 2025年，厂商相继入场机器人本体制造，大厂持续布局AI大模型，全行业加速人形产链建设和商业化、量化落地，上游需求等待放量，维持对人形机器人行业“增持”评级。
结论：电子皮肤助力人形机器人走向未来
电子皮肤作为人形机器人的重要组成部分，将为机器人带来更强大的感知能力和更广泛的应用前景。 随着技术的不断发展和产业链的不断完善，电子皮肤将助力人形机器人走向更加智能、更加灵活的未来。
