电子皮肤：赋能机器触觉 成长空间广阔

王柄根

近期，海内外人形机器人产业链催化不断。2023 年12 月，特斯拉发布Optimus Gen2 测试视频，其最大的亮点在于其每个手指指尖配置触觉传感器，实现对物体强大的控制、感知和抓取能力。2024 年1月，特斯拉更新Optimus 进展，机器人已具备连续折叠T 恤的能力，指尖的精细化水平再度提升。在人形机器人与外界感知的过程中，电子皮肤—— 多维度柔性触觉传感系统起到了至关重要的作用，或将成为人形机器人的“第二感官”。

人形机器人的“电子皮肤”

“ 电子皮肤”指的是模仿人类皮肤的特性以及附加功能的设备，本质上是一种仿生柔性触觉传感器系统。它的核心在于使用先进的电子和材料科学技术来制造出能够感知环境变化的灵敏表面。

民生证券近期研报指出，电子皮肤由基底层、传感器层、电路和处理器、能源供应、接口及通信系统以及保护层组成。基底层的灵活性使得电子皮肤可以适应各种形状和表面，传感器层的高度灵敏度则为其提供了类似于人类皮肤的感觉能力。电子皮肤主要依赖于其独特的材料和电子组件，以实现对不同类型的环境刺激（如压力、温度和湿度）的高度敏感和精确反应。电子皮肤的传感器层感应到压力或温度或湿度的变化，将其转换为数字信号并被传输到微处理器和电路系统，通过算法进行处理和分析。

电子皮肤应用广泛，集传感能力等多种特性于一体，主要应用于健康监测、人机交互和机器感知领域。由于材料、基底、结构和传感器件等选择不同，设计出的电子皮肤的类型和特性会有所不同，进而满足下游各种传感需求。

（1）健康监测：电子皮肤相较于现有的穿戴健康监测设备，不止可以监测心血管信号、呼吸信号、血压及体温等基础物理信号，还可以监测乳酸、汗水流失率、葡萄糖等化学信号，使人类对生理状态的认知得到质的提升；

（2）人机交互：人机交互通常使用视觉识别技术，但仅靠视觉感知很难处理涉及近距离接触和某些表达信息（如声音）的操作。而电子皮肤则能够实现紧密连接，实现精确、长期、多位置的传感和驱动；

（3）机器感知：机器人和假肢是电子皮肤最重要的工程应用领域之一，可以帮助人类准确和快速地进行各种操作。

柔性传感器成长空间广阔

柔性触觉传感器是电子皮肤的核心传感元件。财通证券研报分析认为，传统的触觉传感器存在笨重和硬脆的缺点，而柔性触觉传感器则具备类似于人类皮肤的柔韧性，可以适应任意载体形状，更利于测量物体表面受力信息、感知目标物体性质特征。按照转换信号原理的不同，柔性传感技术主要分为电容型、电阻型、压电型等。

根据智研咨询，全球柔性传感器行业市场规模呈现逐年上涨态势，2022 年全球柔性传感器市场规模为19.31 亿美元。QYResearch 预测，2029 年全球柔性触觉传感器市场规模将达到53.2 亿美元，测算2022-2029 年复合增长率约为15.6%，医疗及机器人领域需求为其增长的主要驱动力。

全球范围内，北美是触觉传感器最大的市场，份额约为80%，其次是欧洲和世界其他地区，份额均超过15%。海外厂商凭借其先进的生产工艺、深厚的研发积淀及全球化营销网络，在市场份额上占据显著优势地位。

国内方面，中国作为全球最大的电子消费品市场之一，柔性传感器在智能手机、可穿戴设备、智能家居等消费电子产品中的应用持续增长，并将在新兴领域得到进一步发展。2022年中国柔性传感器行业市场规模为21.12亿元，市场规模增长速度较快，国产化率也在逐步提高，2022年中国柔性传感器国产化率为32.50%。

据中国传动网信息，目前国内大概有超过4000 家企业拥有柔性传感器的产品和专利技术。虽然落地产品多，但整体而言，国内柔性传感器还处于发展初期，在材料、技术及产业链等方面都分别面临着不小挑战。未来，人形机器人的需求驱动有望带来电子皮肤的大规模应用，加速国产品牌技术进阶。

国内相关上市公司

1）汉威科技（300007）

汉威科技以传感器为核心，形成了“ 传感器+监测终端+数据采集+空间信息技术+云应用+AI”的系统解决方案，业务应用覆盖传感器、物联网综合解决方案、公用事业及居家智能与健康等行业领域。

公司子公司苏州能斯达与中科院具有密切的产学研合作关系，开展纳米新材料、新工艺、高精密、大阵列、超柔性等前沿技术研发，建立了稳定的纳米敏感材料体系，且拥有一条年产1000万支柔性传感器的超净印刷线和组装线。公司目前已解决柔性微纳传感器灵敏度低、稳定性差和规模化制造难等关键技术难题，在消费电子、健康医疗、IOT等战略新兴产业均有相关应用落地，在柔性传感器产业化方面具有国际领先水平。

2）苏试试验（300416）

苏试试验以试验设备业务起家，后向产业链中游试验服务业务延伸，经营模式具备行业稀缺性，是我国环境与可靠性试验领域的领导者之一。公司研发的基于石墨烯的柔性应力振动传感器，可用于航空航天、机械设备、道路、桥梁等的振动监测，并可作为电子皮肤应用于机器人、可穿戴智能健康设备、智能假肢等领域。

3）弘信电子（300657）

弘信电子专注于FPC 产业，拥有国内最先进的FPC 生产线之一。

公司控股的柔性电子研究院与科研院所、高校及产业上游厂商联合研发核心材料、核心器件、高端設备等，致力于攻克转化一批产业前沿和共性关键技术，实现基础研究、应用研究、成果转化有机的衔接，已有一定的柔性电子皮肤相关的技术积累。公司控股子公司瑞湖科技在柔性压力传感器、压力感应按键、应变薄膜等领域已形成深厚积累，瑞湖科技的产品已大量应用到消费电子以及智能家居领域。根据瑞湖科技已进行的实验，公司压力传感器具备应用于机器人手部及皮肤等领域的潜力。

4）奥迪威（832491）

奥迪威是一家专业从事智能传感器和执行器及相关应用的研究、设计、生产和销售的厂商，掌握换能芯片制备、产品结构设计、智能算法和精密加工等技术，致力于成为物联网感知层和执行层核心部件及其解决方案的主要提供方。根据公司投资者调研报告披露，在人形机器人应用中，公司产品包括隐藏式超声波避障传感器、触觉传感器、超声波材质识别传感器、触觉反馈执行器等均可实现感知与执行功能，公司将在传感器细分领域为人形机器人赋能。