電子皮膚可以幫助人形機(jī)器人在外觀上更接近人類。目前，我國人形機(jī)器人的快速發(fā)展，帶動(dòng)了“電子皮膚”的研發(fā)設(shè)計(jì)方案加速更新，甚至達(dá)到一周一迭代的速度。除了機(jī)器人領(lǐng)域外，未來，“電子皮膚”還將在醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮更大價(jià)值。

近期，不少人形機(jī)器人披上了“電子皮膚”，加快對(duì)真實(shí)世界的探索。

皮膚，是人類感知外部環(huán)境的重要器官，而“電子皮膚”則為人形機(jī)器人感知真實(shí)世界推開了“大門”。要使多大勁捏一塊豆腐、拿起一個(gè)雞蛋？又以什么角度倒一杯水或者扶起病人？有了電子皮膚，機(jī)器人可以安全、準(zhǔn)確、靈巧地完成這些動(dòng)作。

裝上“電子皮膚”和仿真硅膠表層后，機(jī)器人手指的觸感和靈敏度更接近人類，除此之外，電子皮膚還可以用在機(jī)器人身體的不同位置，感知溫度和距離。

01

“電子皮膚”訂單爆發(fā)式增長

據(jù)央視新聞，從小眾產(chǎn)品到機(jī)器人的剛需，“電子皮膚”應(yīng)用快速增長，生產(chǎn)研發(fā)也在提速。記者在廣東和浙江走訪中了解到，目前我國在“電子皮膚”領(lǐng)域具備相對(duì)優(yōu)勢，產(chǎn)能也有望進(jìn)一步突破。

在浙江嘉興的一個(gè)精密涂布車間，一卷卷用于“電子皮膚”的膜布快速噴涂后下線。車間主管蒲永江告訴記者，今年以來他們接到的訂單量大漲，車間全員無休，24小時(shí)輪班生產(chǎn)。

產(chǎn)能提升的同時(shí)，“電子皮膚”的造價(jià)也隨之下降，記者在東莞松山湖的一家企業(yè)了解到今年以來隨著價(jià)格下降，不少客戶開始嘗試給機(jī)器人全手甚至身體各個(gè)關(guān)節(jié)安裝“電子皮膚”，他們的出貨量隨之上漲10倍。

墨現(xiàn)科技（東莞）有限公司市場負(fù)責(zé)人王鑫表示：“早期‘電子皮膚’的產(chǎn)品可能都很貴，單一個(gè)傳感器都是千（元）級(jí)或者是萬（元）級(jí)的價(jià)格，我們現(xiàn)在可以做到一整只手，可能是千元級(jí)的價(jià)格區(qū)間，甚至千元級(jí)以下。”

目前，我國人形機(jī)器人的快速發(fā)展，帶動(dòng)了“電子皮膚”的研發(fā)設(shè)計(jì)方案加速更新，甚至達(dá)到一周一迭代的速度。除了機(jī)器人領(lǐng)域外，未來，“電子皮膚”還將在醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮更大價(jià)值。

電子皮膚可以幫助人形機(jī)器人在外觀上更接近人類?？深惐热祟惖谋砥?、真皮層以及皮下組織，將其分為上層包括柔性基材（輕質(zhì)有彈性材料，如PI、PET）、封裝保護(hù)層（放水、防塵材料），中層為傳感器層，檢測壓力、溫度、濕度、化學(xué)物質(zhì)等，實(shí)現(xiàn)敏捷響應(yīng)，下層則是接口通信系統(tǒng)、電路和處理器，將電子皮膚采集的數(shù)據(jù)傳輸反饋給機(jī)器人大腦。

02

技術(shù)上還有諸多突破難點(diǎn)與壁壘

當(dāng)前，電子皮膚在技術(shù)上還有諸多待突破的難點(diǎn)與壁壘。

在材料上，需同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力、溫度等多模態(tài)感知，并兼具柔韌性、延展性及自修復(fù)性?，F(xiàn)有材料的折疊壽命與生物相容性尚無法很好滿足工業(yè)化、大規(guī)模量產(chǎn)需求，亟待新型復(fù)合材料突破。

在制造工藝上，柔性電子器件需在拉伸形變中維持功能穩(wěn)定，對(duì)材料本身與工藝要求很高，且還需要解決密集電子元器件面對(duì)外界電磁屏蔽的難題。

在傳感器層方面，目前主流一共有5種技術(shù)路線，包括電阻式、電容式、壓電式、光學(xué)式、霍爾效應(yīng)式，每種路線壁壘均不低，都有一些優(yōu)缺點(diǎn)，業(yè)界還未形成技術(shù)路線層面的收斂。

正是因?yàn)榧夹g(shù)有待成熟以及造價(jià)高昂，目前電子皮膚僅主要應(yīng)用于靈巧手，包括指尖、指腹與手掌等位置。

未來，伴隨著技術(shù)進(jìn)一步突破與規(guī)?；慨a(chǎn)，成本將會(huì)逐步降低，電子皮膚也將擴(kuò)展至手臂、腿部、身體軀干、臉部，乃至全身上下。這是未來具備很大增量的地方。

由于柔性傳感器憑借其可彎曲、輕量化、低功耗等獨(dú)特的功能，能夠適應(yīng)非傳統(tǒng)的形狀和表面，不僅可應(yīng)用于人形機(jī)器人，還將重塑消費(fèi)電子、醫(yī)療健康、汽車等行業(yè)的硬件形態(tài)。

據(jù)機(jī)構(gòu)調(diào)研福萊新材稱，電子皮膚未來將是一個(gè)由數(shù)十億美元市場向數(shù)百億美元市場過渡的過程。另據(jù)Precedence research，2024年全球電子皮膚市場規(guī)模為63億美元，預(yù)計(jì)到2034年將達(dá)到300億美元，年復(fù)合增速將達(dá)到17%。

03

巨頭加速入場

目前，全球做電子皮膚的巨頭并不多。海外方面，主要廠商包括Tekscan、Pressure Profile Systems、Sensor Products Inc，三大廠商占據(jù)的市場份額可能超過60%。

國內(nèi)市場，本土玩家主要包括漢威科技、福萊新材、申昊科技、奧迪威、弘信電子等。

據(jù)每日經(jīng)濟(jì)新聞，漢威科技主要以傳感器為核心，業(yè)務(wù)應(yīng)用覆蓋傳感器、智能儀表、物聯(lián)網(wǎng)綜合解決方案、居家智能與健康及公用事業(yè)等行業(yè)領(lǐng)域。

自2013年起，漢威科技就開始布局柔性傳感器，主要由旗下蘇州能斯達(dá)電子科技有限公司開展相關(guān)業(yè)務(wù)。

漢威科技稱，其打造了8大系列柔性傳感器產(chǎn)品，“其中高端消費(fèi)電子、智能可穿戴設(shè)備、康養(yǎng)等幾個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)品成熟度及標(biāo)品化程度已經(jīng)比較高且有較為穩(wěn)定的訂單”。

4月8日，在漢威科技線上業(yè)績會(huì)上，公司董事長任紅軍回復(fù)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者表示，漢威科技的機(jī)器人電子皮膚業(yè)務(wù)是目前四大傳感器系列之一，具有重要位置。

而福萊新材主營廣告噴墨打印材料、標(biāo)簽標(biāo)識(shí)印刷材料、電子級(jí)功能材料、新型薄膜材料、膠粘材料等。

福萊新材在投資者關(guān)系活動(dòng)中表示，公司2023年7月開始做產(chǎn)業(yè)立項(xiàng)規(guī)劃，認(rèn)為柔性傳感器項(xiàng)目是公司早期規(guī)劃的前沿研究方向，并且在不同技術(shù)路線做了多項(xiàng)專利布局。柔性傳感器的研發(fā)是從傳統(tǒng)的涂布復(fù)合材料領(lǐng)域向新興的高科技領(lǐng)域拓展。

此外，記者此前以投資者身份咨詢時(shí)，弘信電子相關(guān)工作人員表示，公司在做電子皮膚方面的測試，但還沒有真正的商用。中京電子則表示，目前公司沒有電子皮膚的直接供貨，但公司在技術(shù)上是可以匹配到的。

全球機(jī)器人觸覺傳感器市場潛力廣闊。據(jù)觀研天下預(yù)測，到2030年，人形機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)到200億美元，這為柔性觸覺傳感器帶來了廣闊的商機(jī)。預(yù)計(jì)到2029年，全球機(jī)器人觸覺傳感器市場規(guī)模將達(dá)到4.3億美元。

我國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，增長速度較快。柔性傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，也為市場規(guī)模的擴(kuò)大提供了有力支持。智研咨詢數(shù)據(jù)顯示，2023年我國柔性傳感器市場規(guī)模為23.56億元，自2015年以來國內(nèi)柔性傳感市場CAGR達(dá)到17.2%。目前柔性傳感器產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用主要為醫(yī)藥領(lǐng)域及消費(fèi)電子，根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)顯示，2022年中國柔性傳感器產(chǎn)業(yè)鏈下游占比中，醫(yī)藥領(lǐng)域占比為40.05%，消費(fèi)電子領(lǐng)域占比為36.22%，其他應(yīng)用領(lǐng)域占比為23.73%。

柔性觸覺傳感器是電子皮膚的核心部件之一，技術(shù)門檻高、研發(fā)周期長，高端產(chǎn)能被國外壟斷，市場集中度高。2022年，全球前五大廠商N(yùn)ovasentis、Tekscan、JDI、Baumer和Fraba合計(jì)占據(jù)約57.1%的市場份額。隨著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，柔性傳感器作為核心部件之一，市場前景廣闊。國內(nèi)企業(yè)如漢威科技、申昊科技、柯力傳感、福萊新材、帕西尼、紐迪瑞、鈦深科技、埔慧科技等公司已經(jīng)入局，進(jìn)展迅速，已有公司進(jìn)入送樣階段。目前，全球核心廠商主要分布在北美、歐洲，以中國為代表的亞太地區(qū)近年來新進(jìn)入市場企業(yè)較多，發(fā)展速度較快，未來有望逐步縮小差距，推動(dòng)國產(chǎn)化進(jìn)程。

平安證券表示，感知系統(tǒng)是人形機(jī)器人核心子系統(tǒng)之一，視覺、力覺、慣性、觸覺等多種傳感器融合協(xié)作，為人形機(jī)器人與環(huán)境交互提供實(shí)時(shí)信息來源和反饋。3D視覺、六維力/力矩傳感、MEMSIMU、電子皮膚等是人形機(jī)器人感知系統(tǒng)的核心價(jià)值量所在，隨著人形機(jī)器人逐漸落地，上述多種傳感器將迎來巨大的增量市場，前景可觀。

德邦證券表示，考慮到目前電子皮膚僅主要應(yīng)用于靈巧手，包括指尖、指腹與手掌等位置，未來伴隨著技術(shù)進(jìn)一步突破與規(guī)?；慨a(chǎn)，電子皮膚有望擴(kuò)展至手臂、腿部、身體軀干、臉部，乃至全身，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)顯著放量。

中泰證券研報(bào)認(rèn)為，電子皮膚市場增長速度快，在人形機(jī)器人應(yīng)用場景有機(jī)會(huì)從指尖拓展至全手、腳和關(guān)節(jié)，空間廣闊。目前海外公司占據(jù)主要市場，國產(chǎn)化率有提升趨勢，參與者中巨頭與初創(chuàng)公司兼有，國內(nèi)公司積極布局，領(lǐng)先企業(yè)已送樣本體廠。目前電子皮膚產(chǎn)品均處于較初級(jí)階段，產(chǎn)品送樣節(jié)奏領(lǐng)先的企業(yè)有機(jī)會(huì)與本體廠共同開發(fā)，產(chǎn)品迭代速度會(huì)加快，進(jìn)而積累優(yōu)勢。

電子皮膚是一種柔性觸覺傳感器，是機(jī)器人感知環(huán)境和完成任務(wù)的基礎(chǔ)。具備1）溫度感知：檢測冷熱變化；2）法向力感知：感知垂直壓力，判斷接觸、抓握力度與物體硬度等；3）剪切力感知：識(shí)別滑動(dòng)或摩擦力，助力穩(wěn)定性判斷、紋理識(shí)別與方向判斷等操作。電子皮膚最常見的是壓阻式、電容式、壓電式，還有比較新穎的光學(xué)式和電磁式，其中壓阻式技術(shù)簡單應(yīng)用廣泛，電磁式因可以感知切向力而有望成為未來演進(jìn)方向。未來，電子皮膚將朝著高精度、長壽命、多模態(tài)感知和自愈能力方向發(fā)展，但材料、制造工藝和算法優(yōu)化仍是實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用的主要挑戰(zhàn)。

財(cái)通證券則認(rèn)為，電子皮膚是新型的仿生柔性觸覺傳感系統(tǒng)，在人形機(jī)器人與外界感知的過程中起到至關(guān)重要的作用。國內(nèi)部分廠商擁有柔性觸覺傳感器生產(chǎn)布局，均處于早期階段，多功能柔性觸覺傳感技術(shù)仍是國內(nèi)“卡脖子”技術(shù)。人形機(jī)器人的需求驅(qū)動(dòng)有望帶來電子皮膚的大規(guī)模應(yīng)用，加速國產(chǎn)品牌技術(shù)進(jìn)階。