基础化工行业电子皮肤，人形机器人实现感知交互的关键.docx

内容目录

TOC\o1-2\h\z\u1、电子皮肤是先进的仿生柔性触觉传感器 5

、柔性触觉传感器应用潜力大 5

、柔性触觉传感器的材料选择 6

、柔性触觉传感器的制造工艺 8

2、柔性触觉传感器规模有望快速提升 8

3、国内企业加速布局 9

4、行业评级及投资策略 10

5、重点关注个股 10

、汉威科技 10

、福莱新材 11

6、风险提示 12

图表目录

图1：高柔弹性的仿生电子皮肤压力传感器阵列 5

图2：电子触觉皮肤传感器的转换机制 6

图3：中国柔性传感器规模 9

图4：全球柔性传感器规模 9

图5：汉威柔性触觉传感器系列 11

图6：浙江欧仁关于柔性应变传感器专利示意图 11

表1：柔性触觉传感器的特性 5

表2：柔性触觉传感器常用衬底材料 7

表3：柔性触觉传感器常用导电活性材料 7

表4：柔性触觉传感器制造工艺 8

表5：全球触觉传感器主要生产企业 10

1、电子皮肤是先进的仿生柔性触觉传感器

、柔性触觉传感器应用潜力大

人类通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等感知外界环境，利用电子技术对人类的感知进行模拟，是实现人形机器人发展的关键。柔性触觉传感器是一种能够通过接触，表征出被测物体的性质(表面形貌、质量等)或数值化接触参量(力、温度等)的设备或系统，在健康监测、消费电子、人工智能、人机交互、机器人等领域均有良好应用。电子皮肤是先进的仿生柔性触觉传感器，能够覆盖于复杂的三维载体表面，并准确感知周围环境的各种信息，具有柔性好、重量轻、灵敏度高、易于集成等特点。

图1：高柔弹性的仿生电子皮肤压力传感器阵列

《机器人柔弹性仿生电子皮肤研究进展》邱澜等

表1：柔性触觉传感器的特性

特性

描述

适应性

能够适应不规则表面，能够嵌入复杂测量场景，使其可以被应用于各种复杂形状的物体和环境中。

耐用性

在设备变形情况下依然能够可靠运行，承受各种电、压力、温度、湿度的损耗，而不失性能。

高效性

灵敏度高，能够快速精确地采集外部环境数据并上报。

可扩展性

具有良好的扩展性，可以兼容和集成各种系统和其他标准机械设备。

智能化

具备智能处理芯片和智能架构，从单一的处理形式变为多元智能的处理形式，可以理解数据，通过数据分析

来做处理和优化。

《人工智能技术在传感器中的应用》袁苇，

通常，柔性触觉传感器根据传感机制分为电阻式、电容式、压电式和摩擦电式四类。以常见的柔性压力触觉传感器为例，电阻式触觉传感器利用弹性体材料的电阻率随压力大小的变化而变化的性质制成，其结构简单、成本低、信号采集方法便捷，但也存在灵敏度低、线性度差的问题，是目前最常用的触觉传感器之一。电容式触觉传感器是在外力作用下使两极板间的相对位置发生变化，从而导致两极板间电容的变化，通过检测电容的变化量实现触觉检测。电容式触觉传感器具有结构简单、易于轻量化和小型化、不受温度影响的优点，缺点是信号检测电路较为复杂。压电式触觉传感器是基于压电效应的传感器，敏感元件由压电材料制

成。压电材料受力后表面产生电荷，经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后，产生正比于所受外力的电信号输出，从而实现触觉检测。压电式触觉传感器具有体积小、质量轻、结构简单、工作频率高、灵敏度、性能稳定等优点，但也存在噪声大、易受到外界电磁干扰、难以检测静态力的缺点。摩擦电式触觉传感器的工作机制与压电式相似，不同的是摩擦电式触觉传感器能够进行自供电，并对动态压力做出响应。

图2：电子触觉皮肤传感器的转换机制

《机器人触觉传感器发展概述》宋爱国

、柔性触觉传感器的材料选择

柔性触觉传感器通常由衬底材料、传感活性材料和电极材料构成。当一定的外部条件刺激到电子皮肤时,传感活性材料将应变、温度等信号转换为可以检测的电信号,然后电极材料接受并传输这些电信号到数据处理模块以及显示终端。

柔性衬底材料可提供机械支撑和柔性，是决定柔性触觉传感器弹性形变性能的关键因素。传统的电子传感器通常以硅或氧化硅等作为衬底材料，而柔性电子皮肤需要基底材料具有高柔韧性。高分子薄膜材料具有超薄透明、柔韧弹性、抗力学破坏的优势，是较常用的衬底材料，如聚酰亚胺（PI）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、热塑性聚氨酯（TPU）等。此外，棉布、丝绸、纸也可用于传感器基底。

表2：柔性触觉传感器常用衬底材料

材料

性能

上市公司

聚酰亚胺(PI)

耐腐蚀，耐磨，耐高温，良好的力学性能可有效保护内部传感元件不受外界破坏，优异的电学绝缘性能够有效减弱或消除外界环境中的低频信号干扰，提高压力感应点信号收集的有效性、感应灵敏性和动态响应特性

瑞华泰鼎龙股份国风新材万润股份