智能机器人需要多模态感知技术，其中视觉已经相对成熟，更优秀的触觉传感方案是业内努力的方向。

一. 机器人触觉经历了几代的演变

第一代，在6轴工业机械臂上安装单点扭矩传感，信息量较小。整个机械臂仅装备简单的夹爪，按照程序执行固定任务即可，且处于静止状态，因此这种机器人形态对触觉的精度、响应速度等要求较低。

第二代电子皮肤由软银 NAO 机器人开启，其表面覆盖着一层多模传感器，提供振动、温度、力和接近信息，但缺点是体积大、稳定性低、成本较高，导致方案无法大规模贴到机器人上。

而对于执行复杂任务、自由度越来越高、与人类交互愈发密切的机器人来说，传统扭矩传感器昂贵、难以部署、精度低。因此，开发柔性、高灵敏度、高空间分辨率的电子皮肤是实现高效感知和控制的关键。

二. 柔性传感（电子皮肤）的几大应用领域‍‍

1. 人机交互‍

电子皮肤首先可以用在工业领域，用于精细操作时的压力传感。全球工业界只解决了 3%-4% 规则、刚性物品的自动化生产搬运，剩余 96% 的柔性、异形、易损物品仍使用人工上下料，有极高的触觉需求。‍

另外，人机互融后，需要最大程度上保证人的安全，尤其是在机器人和人深度交互的场景，比如机器人超市拣货、家用通用机器人等，触觉将成为机器人感知环境、感知被操作物体的重要感官。

2. 智能汽车

全球车内智能表面市场规模达 42 亿美金，其中美国 13 亿美金，中国 5 亿美金，中国CAGR 67%。

智能表面有显著的轻量化优势：减少 70% 重量，减少 90% 厚度，减少 25% PCBA面积，减少 95% 部件数量。同时，他还集成电子开关、照明、传感器等智能化部件，为多模态交互提供了介质。

3. 健康和运动监测‍

目前市面上有智能鞋垫、智能床垫产品，未来还可渗透到脉搏检测、术后恢复数据监控、心血管疾病监护、疲劳预警设备等。

三. 柔性传感技术路径分类

柔性传感被通俗地命名为“电子皮肤”，主要分为4类传感机制，原理分别是压力改变电阻、电容、压电等。其中，电容型、压阻型为近年主流落地路径、研究热点。

四. 海外柔性传感公司案例

案例1：MC10，医疗级“生物印章”

由伊利诺斯大学香槟分校John Rogers教授创办，技术基础是可伸缩电路，希望重新定义人体与电子电路的接口，“将人武装成超人”。产品厚度仅有几微米，包覆在聚合物中，电路本身为弹性材质。

2018年，MC10推出的“生物印章”系统获得FDA的510(k)认证，可重复使用的柔性传感器可记录各种生命体征，还可用于骨科手术术后恢复的数据采集。

可贴附于人体任何部位“生物印章”

案例2：Canatu，车内智能表面

由芬兰赫尔辛基就技术大学的技术成果转化，用碳纳米管和富勒烯，做柔性电子产品表面触摸屏的可触摸部分。

将碳纳米 (CNB) 透明导电膜的性能提高了一倍以上，同时可实现120%德拉伸幅度，可用在玻璃表面、皮革、织物等各种表面上。

透明、任意形状 (球体) 的车内LED旋钮，可获得真实阻尼感

案例3：Tekscan，锂电池压力检测商

锂电池检测价值量占生产程序的 30%-35%。Tekscan模组单价4万美金（28万人民币），年收入在亿美金级别，2020年被 Artemis Capital 收购。

五. 柔性传感的技术壁垒

从以下三大维度衡量电子皮肤的性能优势：‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

a. 材料合成能力：灵敏度（miuF/kpa）、响应时间（ms）

b. 微结构设计能力：响应范围/量程（mPa）、厚度（mm）

c. 产业落地能力：成本（元/套产品）、寿命（万次）、团队量产经验‍

同时，我们也关注团队在材料结构设计、合成方面的 AI 能力。材料领域，大部分开发方式是通过大量试错实现的，时间成本较高。而如果能引入机器学习，以目标推导材料结构，形成可泛化的模型设计，则可大幅提高设计效率。

另外，由于柔性电子是个新的学术方向，缺乏数据库，加上该领域本身是个极其复杂的微结构系统，数据纬度多，包括材料本身特性、力学模量、温度、湿度、电学性能等，科研团队需要找到精准采集数据、缩小样本规模的方法。‍‍‍‍

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