触觉传感器作为电子皮肤领域的重要分支,因其在人形机器人中的广泛应用潜力而成为发展最快的柔性传感器之一。电子皮肤作为一种可以感知外界刺激信息的电子设备,按照功能分类包括温度、湿度、触觉等多种传感器。触觉传感器,作为其中应用最为广泛的类型,主要通过压力和形变转换为电信号进行测量,其物理机制可大致分为电容式、压阻式、压电式、光电式、磁敏式、超声式等。在成本考量下,电阻式和电容式传感器被认为将是人形机器人领域触觉传感器的最终方案。
触觉传感器的设计和性能受灵敏层、电极、衬底材料的选择与结构设计的影响。当前,金属纳米材料、碳材料因成本优势适用于大规模应用,而生物材料成本较高,更适合对精度要求高的场景。导电聚合物材料被视为未来的发展方向。为确保电极与灵敏层的良好接触以减少噪声,通常采用与灵敏层相同的导电材料制备电极。此外,新兴传感器结构和加工工艺的发展,如MEMS微机电系统、3D打印、电子印刷、聚合物微机械加工等,促进了触觉传感器的低成本高性能化。
随着人工智能技术在人形机器人、智能汽车等领域的应用,触觉传感器的需求预计将显著增长。北美地区在全球触觉传感器市场上占据主导地位,而中国国内的传感器企业主要集中在气体、温度等类型,触觉传感器产业尚处于起步阶段。预计全球触觉传感器市场规模将在未来几年内持续扩大,复合年增长率预计为7.6%。
受益于触觉传感器产业链的公司包括但不限于苏试试验、弘信电子、汉威科技、奥迪威、力感科技、帕西尼感知科技、墨现科技、纽迪瑞等。这些公司分别在敏感材料、MEMS技术、压力传感器技术、传感器算法技术等方面具有优势。然而,人形机器人技术的发展不及预期、成本降低的挑战以及行业竞争加剧等风险因素仍需关注。