机器人触觉传感器行业报告（18页）

触觉传感器从刚性向柔性化、高灵敏高阵列发展，特斯拉催化值得期待 灵巧手的触觉传感器为机器人手部抓握的核心元件，其底层技术原理是将压 力转为电信号，估算法向力和剪切力，经数十年发展，从刚性感知路线向柔 性化、高灵敏、高阵列发展。目前海外业界和学界已诞生较先进、应用广泛 的灵巧手触觉感知方案，包括阵列式方案、实用性强的 TakkTile，搭配压力 触觉传感器、24 个自由度的 Shadow Hand，搭配光学方案、测量估算接触 力和滑动力的 GelSight，采用流体式方案、可测量法向力和剪切力的 BioTac， 以及搭配了全新双手、能灵活抓握鸡蛋的特斯拉 GEN2 机器人，往后看特斯 拉手部传感还存在相当的提升空间，期待其技术迭代持续催化赛道行情。 技术如何？衍生电容/压电/压阻/光学/流体式等多种技术，表现各有千秋 机器人触觉传感器已衍生出电阻式/电容式/压电式/热电式/磁电式/力敏式/光 学式/超声式/流体式等多种路线，其中压阻式/电容式/压电式为主流路线，技术成熟且产业有较多验证：压阻式和电容式原理相近，均为外力使电阻或电 容发生变化；压电式可以自发电，应用场景更广泛；光学式一般有较高空间 分辨率和较宽动态响应范围，特殊产品品类可检测法向力和剪切力；流体式 方案典型代表为 BioTac，其触觉传感由柔性橡胶皮、离子导电流体层等组 成，当接触力扭曲弹性皮肤和皮下的导电液体，检测电阻抗变化，可通过机 器学习测量法向力和剪切力，多为灵巧手实验室使用。 发展如何？多模式和新型触觉触感器涌现，进一步优化感知性能 学界业界探索多种多模式和新型传感器，以提升感知性能、降低生产难度。 多模式触觉传感器路线包括多传感技术融合，如在 PVDF 压电薄膜添加电阻 或电容敏感元件，可测量动态力和静态力；集成电气接口优化传感器的制造 流程；集成多域信号的功能感知结构，实现多阵列单芯片。此外近年也涌现 新型传感器，如量子隧道效应传感器、有机场效应晶体管传感器、结构声触 觉传感器、纳米触觉传感器等。其中量子隧道效应传感器由金属体和弹性导 电体材料构成，能感受微小形变、检测针尖与目标物体的作用力，但易磨损。