王柄根

近期，海內(nèi)外人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈催化不斷。2023 年12 月，特斯拉發(fā)布Optimus Gen2 測(cè)試視頻，其最大的亮點(diǎn)在于其每個(gè)手指指尖配置觸覺傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體強(qiáng)大的控制、感知和抓取能力。2024 年1月，特斯拉更新Optimus 進(jìn)展，機(jī)器人已具備連續(xù)折疊T 恤的能力，指尖的精細(xì)化水平再度提升。在人形機(jī)器人與外界感知的過程中，電子皮膚—— 多維度柔性觸覺傳感系統(tǒng)起到了至關(guān)重要的作用，或?qū)⒊蔀槿诵螜C(jī)器人的“第二感官”。

人形機(jī)器人的“電子皮膚”

“ 電子皮膚”指的是模仿人類皮膚的特性以及附加功能的設(shè)備，本質(zhì)上是一種仿生柔性觸覺傳感器系統(tǒng)。它的核心在于使用先進(jìn)的電子和材料科學(xué)技術(shù)來制造出能夠感知環(huán)境變化的靈敏表面。

民生證券近期研報(bào)指出，電子皮膚由基底層、傳感器層、電路和處理器、能源供應(yīng)、接口及通信系統(tǒng)以及保護(hù)層組成?；讓拥撵`活性使得電子皮膚可以適應(yīng)各種形狀和表面，傳感器層的高度靈敏度則為其提供了類似于人類皮膚的感覺能力。電子皮膚主要依賴于其獨(dú)特的材料和電子組件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型的環(huán)境刺激（如壓力、溫度和濕度）的高度敏感和精確反應(yīng)。電子皮膚的傳感器層感應(yīng)到壓力或溫度或濕度的變化，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并被傳輸?shù)轿⑻幚砥骱碗娐废到y(tǒng)，通過算法進(jìn)行處理和分析。

電子皮膚應(yīng)用廣泛，集傳感能力等多種特性于一體，主要應(yīng)用于健康監(jiān)測(cè)、人機(jī)交互和機(jī)器感知領(lǐng)域。由于材料、基底、結(jié)構(gòu)和傳感器件等選擇不同，設(shè)計(jì)出的電子皮膚的類型和特性會(huì)有所不同，進(jìn)而滿足下游各種傳感需求。

（1）健康監(jiān)測(cè)：電子皮膚相較于現(xiàn)有的穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備，不止可以監(jiān)測(cè)心血管信號(hào)、呼吸信號(hào)、血壓及體溫等基礎(chǔ)物理信號(hào)，還可以監(jiān)測(cè)乳酸、汗水流失率、葡萄糖等化學(xué)信號(hào)，使人類對(duì)生理狀態(tài)的認(rèn)知得到質(zhì)的提升；

（2）人機(jī)交互：人機(jī)交互通常使用視覺識(shí)別技術(shù)，但僅靠視覺感知很難處理涉及近距離接觸和某些表達(dá)信息（如聲音）的操作。而電子皮膚則能夠?qū)崿F(xiàn)緊密連接，實(shí)現(xiàn)精確、長期、多位置的傳感和驅(qū)動(dòng)；

（3）機(jī)器感知：機(jī)器人和假肢是電子皮膚最重要的工程應(yīng)用領(lǐng)域之一，可以幫助人類準(zhǔn)確和快速地進(jìn)行各種操作。

柔性傳感器成長空間廣闊

柔性觸覺傳感器是電子皮膚的核心傳感元件。財(cái)通證券研報(bào)分析認(rèn)為，傳統(tǒng)的觸覺傳感器存在笨重和硬脆的缺點(diǎn)，而柔性觸覺傳感器則具備類似于人類皮膚的柔韌性，可以適應(yīng)任意載體形狀，更利于測(cè)量物體表面受力信息、感知目標(biāo)物體性質(zhì)特征。按照轉(zhuǎn)換信號(hào)原理的不同，柔性傳感技術(shù)主要分為電容型、電阻型、壓電型等。

根據(jù)智研咨詢，全球柔性傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)逐年上漲態(tài)勢(shì)，2022 年全球柔性傳感器市場(chǎng)規(guī)模為19.31 億美元。QYResearch 預(yù)測(cè)，2029 年全球柔性觸覺傳感器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到53.2 億美元，測(cè)算2022-2029 年復(fù)合增長率約為15.6%，醫(yī)療及機(jī)器人領(lǐng)域需求為其增長的主要驅(qū)動(dòng)力。

全球范圍內(nèi)，北美是觸覺傳感器最大的市場(chǎng)，份額約為80%，其次是歐洲和世界其他地區(qū)，份額均超過15%。海外廠商憑借其先進(jìn)的生產(chǎn)工藝、深厚的研發(fā)積淀及全球化營銷網(wǎng)絡(luò)，在市場(chǎng)份額上占據(jù)顯著優(yōu)勢(shì)地位。

國內(nèi)方面，中國作為全球最大的電子消費(fèi)品市場(chǎng)之一，柔性傳感器在智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、智能家居等消費(fèi)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用持續(xù)增長，并將在新興領(lǐng)域得到進(jìn)一步發(fā)展。2022年中國柔性傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為21.12億元，市場(chǎng)規(guī)模增長速度較快，國產(chǎn)化率也在逐步提高，2022年中國柔性傳感器國產(chǎn)化率為32.50%。

據(jù)中國傳動(dòng)網(wǎng)信息，目前國內(nèi)大概有超過4000 家企業(yè)擁有柔性傳感器的產(chǎn)品和專利技術(shù)。雖然落地產(chǎn)品多，但整體而言，國內(nèi)柔性傳感器還處于發(fā)展初期，在材料、技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈等方面都分別面臨著不小挑戰(zhàn)。未來，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。

國內(nèi)相關(guān)上市公司

1）漢威科技（300007）

漢威科技以傳感器為核心，形成了“ 傳感器+監(jiān)測(cè)終端+數(shù)據(jù)采集+空間信息技術(shù)+云應(yīng)用+AI”的系統(tǒng)解決方案，業(yè)務(wù)應(yīng)用覆蓋傳感器、物聯(lián)網(wǎng)綜合解決方案、公用事業(yè)及居家智能與健康等行業(yè)領(lǐng)域。

公司子公司蘇州能斯達(dá)與中科院具有密切的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，開展納米新材料、新工藝、高精密、大陣列、超柔性等前沿技術(shù)研發(fā)，建立了穩(wěn)定的納米敏感材料體系，且擁有一條年產(chǎn)1000萬支柔性傳感器的超凈印刷線和組裝線。公司目前已解決柔性微納傳感器靈敏度低、穩(wěn)定性差和規(guī)?；圃祀y等關(guān)鍵技術(shù)難題，在消費(fèi)電子、健康醫(yī)療、IOT等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)均有相關(guān)應(yīng)用落地，在柔性傳感器產(chǎn)業(yè)化方面具有國際領(lǐng)先水平。

2）蘇試試驗(yàn)（300416）

蘇試試驗(yàn)以試驗(yàn)設(shè)備業(yè)務(wù)起家，后向產(chǎn)業(yè)鏈中游試驗(yàn)服務(wù)業(yè)務(wù)延伸，經(jīng)營模式具備行業(yè)稀缺性，是我國環(huán)境與可靠性試驗(yàn)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一。公司研發(fā)的基于石墨烯的柔性應(yīng)力振動(dòng)傳感器，可用于航空航天、機(jī)械設(shè)備、道路、橋梁等的振動(dòng)監(jiān)測(cè)，并可作為電子皮膚應(yīng)用于機(jī)器人、可穿戴智能健康設(shè)備、智能假肢等領(lǐng)域。

3）弘信電子（300657）

弘信電子專注于FPC 產(chǎn)業(yè)，擁有國內(nèi)最先進(jìn)的FPC 生產(chǎn)線之一。

公司控股的柔性電子研究院與科研院所、高校及產(chǎn)業(yè)上游廠商聯(lián)合研發(fā)核心材料、核心器件、高端設(shè)備等，致力于攻克轉(zhuǎn)化一批產(chǎn)業(yè)前沿和共性關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、成果轉(zhuǎn)化有機(jī)的銜接，已有一定的柔性電子皮膚相關(guān)的技術(shù)積累。公司控股子公司瑞湖科技在柔性壓力傳感器、壓力感應(yīng)按鍵、應(yīng)變薄膜等領(lǐng)域已形成深厚積累，瑞湖科技的產(chǎn)品已大量應(yīng)用到消費(fèi)電子以及智能家居領(lǐng)域。根據(jù)瑞湖科技已進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，公司壓力傳感器具備應(yīng)用于機(jī)器人手部及皮膚等領(lǐng)域的潛力。

4）奧迪威（832491）

奧迪威是一家專業(yè)從事智能傳感器和執(zhí)行器及相關(guān)應(yīng)用的研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售的廠商，掌握換能芯片制備、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、智能算法和精密加工等技術(shù)，致力于成為物聯(lián)網(wǎng)感知層和執(zhí)行層核心部件及其解決方案的主要提供方。根據(jù)公司投資者調(diào)研報(bào)告披露，在人形機(jī)器人應(yīng)用中，公司產(chǎn)品包括隱藏式超聲波避障傳感器、觸覺傳感器、超聲波材質(zhì)識(shí)別傳感器、觸覺反饋執(zhí)行器等均可實(shí)現(xiàn)感知與執(zhí)行功能，公司將在傳感器細(xì)分領(lǐng)域?yàn)槿诵螜C(jī)器人賦能。