電子皮膚：賦能機器觸覺　成長空間廣闊

王柄根

近期，海內外人形機器人產業鏈催化不斷。2023 年12 月，特斯拉發布Optimus Gen2 測試視頻，其最大的亮點在于其每個手指指尖配置觸覺傳感器，實現對物體強大的控制、感知和抓取能力。2024 年1月，特斯拉更新Optimus 進展，機器人已具備連續折疊T 恤的能力，指尖的精細化水平再度提升。在人形機器人與外界感知的過程中，電子皮膚—— 多維度柔性觸覺傳感系統起到了至關重要的作用，或將成為人形機器人的“第二感官”。

人形機器人的“電子皮膚”

“ 電子皮膚”指的是模仿人類皮膚的特性以及附加功能的設備，本質上是一種仿生柔性觸覺傳感器系統。它的核心在于使用先進的電子和材料科學技術來制造出能夠感知環境變化的靈敏表面。

民生證券近期研報指出，電子皮膚由基底層、傳感器層、電路和處理器、能源供應、接口及通信系統以及保護層組成。基底層的靈活性使得電子皮膚可以適應各種形狀和表面，傳感器層的高度靈敏度則為其提供了類似于人類皮膚的感覺能力。電子皮膚主要依賴于其獨特的材料和電子組件，以實現對不同類型的環境刺激（如壓力、溫度和濕度）的高度敏感和精確反應。電子皮膚的傳感器層感應到壓力或溫度或濕度的變化，將其轉換為數字信號并被傳輸到微處理器和電路系統，通過算法進行處理和分析。

電子皮膚應用廣泛，集傳感能力等多種特性于一體，主要應用于健康監測、人機交互和機器感知領域。由于材料、基底、結構和傳感器件等選擇不同，設計出的電子皮膚的類型和特性會有所不同，進而滿足下游各種傳感需求。

（1）健康監測：電子皮膚相較于現有的穿戴健康監測設備，不止可以監測心血管信號、呼吸信號、血壓及體溫等基礎物理信號，還可以監測乳酸、汗水流失率、葡萄糖等化學信號，使人類對生理狀態的認知得到質的提升；

（2）人機交互：人機交互通常使用視覺識別技術，但僅靠視覺感知很難處理涉及近距離接觸和某些表達信息（如聲音）的操作。而電子皮膚則能夠實現緊密連接，實現精確、長期、多位置的傳感和驅動；

（3）機器感知：機器人和假肢是電子皮膚最重要的工程應用領域之一，可以幫助人類準確和快速地進行各種操作。

柔性傳感器成長空間廣闊

柔性觸覺傳感器是電子皮膚的核心傳感元件。財通證券研報分析認為，傳統的觸覺傳感器存在笨重和硬脆的缺點，而柔性觸覺傳感器則具備類似于人類皮膚的柔韌性，可以適應任意載體形狀，更利于測量物體表面受力信息、感知目標物體性質特征。按照轉換信號原理的不同，柔性傳感技術主要分為電容型、電阻型、壓電型等。

根據智研咨詢，全球柔性傳感器行業市場規模呈現逐年上漲態勢，2022 年全球柔性傳感器市場規模為19.31 億美元。QYResearch 預測，2029 年全球柔性觸覺傳感器市場規模將達到53.2 億美元，測算2022-2029 年復合增長率約為15.6%，醫療及機器人領域需求為其增長的主要驅動力。

全球范圍內，北美是觸覺傳感器最大的市場，份額約為80%，其次是歐洲和世界其他地區，份額均超過15%。海外廠商憑借其先進的生產工藝、深厚的研發積淀及全球化營銷網絡，在市場份額上占據顯著優勢地位。

國內方面，中國作為全球最大的電子消費品市場之一，柔性傳感器在智能手機、可穿戴設備、智能家居等消費電子產品中的應用持續增長，并將在新興領域得到進一步發展。2022年中國柔性傳感器行業市場規模為21.12億元，市場規模增長速度較快，國產化率也在逐步提高，2022年中國柔性傳感器國產化率為32.50%。

據中國傳動網信息，目前國內大概有超過4000 家企業擁有柔性傳感器的產品和專利技術。雖然落地產品多，但整體而言，國內柔性傳感器還處于發展初期，在材料、技術及產業鏈等方面都分別面臨著不小挑戰。未來，人形機器人的需求驅動有望帶來電子皮膚的大規模應用，加速國產品牌技術進階。

國內相關上市公司

1）漢威科技（300007）

漢威科技以傳感器為核心，形成了“ 傳感器+監測終端+數據采集+空間信息技術+云應用+AI”的系統解決方案，業務應用覆蓋傳感器、物聯網綜合解決方案、公用事業及居家智能與健康等行業領域。

公司子公司蘇州能斯達與中科院具有密切的產學研合作關系，開展納米新材料、新工藝、高精密、大陣列、超柔性等前沿技術研發，建立了穩定的納米敏感材料體系，且擁有一條年產1000萬支柔性傳感器的超凈印刷線和組裝線。公司目前已解決柔性微納傳感器靈敏度低、穩定性差和規模化制造難等關鍵技術難題，在消費電子、健康醫療、IOT等戰略新興產業均有相關應用落地，在柔性傳感器產業化方面具有國際領先水平。

2）蘇試試驗（300416）

蘇試試驗以試驗設備業務起家，后向產業鏈中游試驗服務業務延伸，經營模式具備行業稀缺性，是我國環境與可靠性試驗領域的領導者之一。公司研發的基于石墨烯的柔性應力振動傳感器，可用于航空航天、機械設備、道路、橋梁等的振動監測，并可作為電子皮膚應用于機器人、可穿戴智能健康設備、智能假肢等領域。

3）弘信電子（300657）

弘信電子專注于FPC 產業，擁有國內最先進的FPC 生產線之一。

公司控股的柔性電子研究院與科研院所、高校及產業上游廠商聯合研發核心材料、核心器件、高端設備等，致力于攻克轉化一批產業前沿和共性關鍵技術，實現基礎研究、應用研究、成果轉化有機的銜接，已有一定的柔性電子皮膚相關的技術積累。公司控股子公司瑞湖科技在柔性壓力傳感器、壓力感應按鍵、應變薄膜等領域已形成深厚積累，瑞湖科技的產品已大量應用到消費電子以及智能家居領域。根據瑞湖科技已進行的實驗，公司壓力傳感器具備應用于機器人手部及皮膚等領域的潛力。

4）奧迪威（832491）

奧迪威是一家專業從事智能傳感器和執行器及相關應用的研究、設計、生產和銷售的廠商，掌握換能芯片制備、產品結構設計、智能算法和精密加工等技術，致力于成為物聯網感知層和執行層核心部件及其解決方案的主要提供方。根據公司投資者調研報告披露，在人形機器人應用中，公司產品包括隱藏式超聲波避障傳感器、觸覺傳感器、超聲波材質識別傳感器、觸覺反饋執行器等均可實現感知與執行功能，公司將在傳感器細分領域為人形機器人賦能。