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電子皮膚:人形進化時,感知即未來報告摘要2電子皮膚(E-skin):是一種能夠模仿人類皮膚結(jié)構(gòu)和感知功能的柔性電子系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)組成:柔性基材(如聚酰亞胺)、活性功能層(壓阻/電容材料)、電極層,通過信號轉(zhuǎn)換實現(xiàn)觸覺反饋。電子皮膚材料的選擇需要在柔韌性、導電性、傳感性能、機械強度、耐久性、生物相容性功能和成本之間進行復雜的權(quán)衡,未來的趨勢是開發(fā)具有人形機器人電多功能集成(如同時具備傳感、自修復、自供能)、更高性能和更低成本的新型智能材料及復合體系。柔性壓力傳感:是電子皮膚最基本&最重要的功能之一,用于感知機器人與環(huán)境或物體的接觸力。根據(jù)活性功能層傳感原理,壓力電子皮膚大體可分為:壓阻型、壓容型、壓電型、摩擦電型。各有優(yōu)缺,根據(jù)類型和實際應(yīng)用進行選擇。人類皮膚能夠同時感知多種刺激。因此,電子皮膚的發(fā)展趨勢是集成多種傳感器單元,或開發(fā)能夠響應(yīng)多種刺激的復合傳感器,以實現(xiàn)多模態(tài)感知。電子皮膚產(chǎn)業(yè)鏈主要包括①上游的原材料與核心零部件,②中游的電子皮膚傳感器/模組制造與系統(tǒng)集成,以及③下游的人形機器人本體制造和各領(lǐng)域應(yīng)用。市場規(guī)模:根據(jù)Emergen

Research數(shù)據(jù),2021年全全球電子皮膚規(guī)模63億美元,2030年預計市場規(guī)模達349億美元,年復合增長率為21.1%。我國人形機器人傳感器市場規(guī)模預計到2035年超過百億元,且隨【人形機器人放量+單機使用量提升】,有望進一步增長。競爭格局:海外主導,國產(chǎn)加速替代。歐洲、美國、日本擁有良好的技術(shù)基礎(chǔ),產(chǎn)業(yè)鏈上下游配套成熟,幾乎壟斷了“高、精、尖”的智能傳感器市場。我國柔性觸覺傳感器產(chǎn)品的抗干擾能力、精度與國外企業(yè)仍有差距。目前僅少部分頭部企業(yè)掌握電子皮膚核心技術(shù)。主要參與者:國外:Interlink

Electronics(美國)、Tekscan(美國)等;國內(nèi):漢威科技、福萊新材、帕西尼等。電子皮膚在人形機器人中的應(yīng)用:按面積和功能計價,面積越大,精度越高,則成本越高。目前,主機廠多圍繞靈巧手展開,后續(xù)隨著機器人智能化程度提高,應(yīng)用面積有望進一步增大,精度有望進一步提高。tesla通過嵌入式傳感器陣列(如壓阻式傳感器)維持觸覺敏感度,可感知

0.1N級別的壓力變化,適合抓取雞蛋、玻璃器皿等易碎物品。2025年6月5日,福萊新材發(fā)布觸覺傳感第二代新品,突破三大核心技術(shù)。集成壓力、溫度、接近覺和剪切力多模態(tài)感知,支持機器人觸覺反饋和信號采集。建議關(guān)注:維持機器人行業(yè)“推薦評級”。

①材料供應(yīng)商:祥源新材(高分子基材)、蘇州固锝(MEMS微機電系統(tǒng))、沃特股份【LCP(液晶聚合物)材料】;②傳感器廠商:漢威科技(多模態(tài)柔性傳感器)、福萊新材(電阻式觸覺方案)、申昊科技(指尖傳感器)、蘇試試驗(石墨烯基柔性傳感器)、深天馬A(柔性TFT技術(shù)開發(fā)非顯示智能傳感)、柯力傳感(力傳感器);③設(shè)備與集成商:途見科技(未上市)、墨現(xiàn)科技(未上市)

。風險提示:宏觀經(jīng)濟與外部環(huán)境風險,產(chǎn)業(yè)扶持政策變動風險,下游需求釋放不及預期風險,市場競爭加劇風險,研發(fā)不及預期風險,技術(shù)迭代風險等。目

錄33人形機器人電子皮膚解決方案剖析2市場規(guī)模及競爭格局電子皮膚概述15風險提示4投資建議電子皮膚概述1.1

什么是電子皮膚電子皮膚(E-skin):是一種能夠模仿人類皮膚結(jié)構(gòu)和感知功能的柔性電子系統(tǒng)。它不僅能讓機器人“感受”到壓力、溫度、濕度、紋理等外界刺激,更能通過與人工智能等技術(shù)的深度融合,提升機器人的環(huán)境適應(yīng)能力和智能交互水平。結(jié)構(gòu)組成:柔性基材(如聚酰亞胺)、活性功能層(壓阻/電容材料)、電極層,通過信號轉(zhuǎn)換實現(xiàn)觸覺反饋。其中,柔性基材提供支撐和保護,活性功能層負責將物理刺激轉(zhuǎn)換為電信號,電極層負責傳輸電信號。這些材料和結(jié)構(gòu)的選擇直接影響電子皮膚的性能,如靈敏度、動態(tài)范圍和穩(wěn)定性。工作原理可以概括為“感知-轉(zhuǎn)換-處理”三個步驟。01圖1:生物皮膚和電子皮膚圖2:電子皮膚壓力感知加載過程數(shù)據(jù)來源:浙商工業(yè)大學數(shù)據(jù)來源:浙商工業(yè)大學4電子皮膚概述1.1

電子皮膚的構(gòu)成與制備工藝材料:

材料的選擇直接決定電子皮膚的靈敏度、響應(yīng)速度、柔韌性、生物相容性、耐久性等核心性能,通過材料復合和微結(jié)構(gòu)設(shè)計可實現(xiàn)性能的協(xié)同提升和多功能集成。電子皮膚材料的選擇需要在柔韌性、導電性、傳感性能、機械強度、耐久性、生物相容性功能和成本之間進行復雜的權(quán)衡,未來的趨勢是開發(fā)具有多功能集成(如同時具備傳感、自修復、自供能)、更高性能和更低成本的新型智能材料及復合體系。制備工藝:包括高分辨率的光刻、薄膜沉積,低成本、大面積的印刷電子(絲網(wǎng)印刷、噴墨打?。?,以及可實現(xiàn)復雜三維結(jié)構(gòu)的3D打印和新興的激光加工、靜電紡絲等?,F(xiàn)有的電子皮膚制造工藝(如印刷電子、光刻、自組裝等)在實現(xiàn)大規(guī)模、高良率、低成本、高一致性的生產(chǎn)方面仍面臨挑戰(zhàn)。015表1:電子皮膚的材料及制備方法核心結(jié)構(gòu)材料功能制備方法基底層(支撐層)柔性聚合物(如PDMS、Ecoflex、聚氨酯)、水凝膠、3D海綿基體或纖維基材料(納米纖維膜)提供機械柔韌性、可拉伸性及生物相容性,需適應(yīng)曲面貼合噴涂/真空過濾、靜電紡絲、模板犧牲法等導電層(電極層)金屬納米材料:銀納米線(AgNWs)、金納米線(高導電性);碳基材料:石墨烯、碳納米管(CNTs)、導電炭黑(輕量、高穩(wěn)定性);導電聚合物:PEDOT:PSS、聚苯胺(PANI)(兼具柔性與可加工性)需要滿足高導電性的同時,保持優(yōu)異的機械柔韌性和可拉伸性,以適應(yīng)基底的形變。納米材料自組裝:AgNWs溶液埋入液態(tài)PDMS,形成導電路徑。印刷技術(shù):絲網(wǎng)印刷、噴墨打印導電油墨(低成本、大面積)。氣相沉積:電子束沉積金屬層(如Cr/Au)提升導電穩(wěn)定性傳感層(核心功能層)壓阻/壓電材料(ZnS:Cu)、摩擦電材料(PDMS)熱敏材料(PEDOT:PSS)微結(jié)構(gòu)增強靈敏度:倒伏納米圓錐(應(yīng)變傳感)、半橢球微結(jié)構(gòu)(壓力傳感)、波浪結(jié)、構(gòu)(剪切力傳感)。多模態(tài)集成:分層設(shè)計隔離壓力、溫度、濕度信號,避免串擾光刻與蝕刻:高精度制備微孔或微柱陣列(電容式傳感器)。3D打印:構(gòu)建復雜立體結(jié)構(gòu)(如多孔PDMS)。激光直寫/納米壓?。憾ㄖ苹⒓{圖案。輔助系統(tǒng)電路與處理器、能源供應(yīng)、保護層等。數(shù)據(jù)來源:紡織學報,材料工程,中科院,高分子科技,DTU

library,MDPI,《納米銅基柔性導電薄膜制備現(xiàn)狀及前景》,化學進展電子皮膚概述1.1

電子皮膚的關(guān)鍵作用是提升操作精度、增強安全性核心價值提升操作精度:①醫(yī)療場景機器人需感知患者體溫與接觸力,例如,觸覺傳感器通過模擬人類皮膚的感知機制,賦予機器人類似人類指尖的觸覺能力,使其能夠精準地操作微小或易碎物品,如抓取雞蛋或進行微創(chuàng)手術(shù)。②工業(yè)場景需精準抓握易碎物品。增強安全性:①實時障礙物檢測與避障:人機協(xié)作環(huán)境中,實時檢測障礙物是保障安全的關(guān)鍵。通過機器視覺技術(shù)和傳感器融合,機器人可以快速識別障礙物并規(guī)劃路徑,避免碰撞。②滑移檢測與緊急停止:在工業(yè)環(huán)境中,滑移或意外接觸可能導致事故。通過高靈敏度的力控傳感器和實時監(jiān)控系統(tǒng),機器人可以在檢測到異常外力時自動中止動作,確保人機協(xié)作的安全性。01圖3:工業(yè)場景抓握易碎物品示例圖4:滑移檢測示例-基于數(shù)字孿生的人機協(xié)作安全控制數(shù)據(jù)來源:慧靈科技數(shù)據(jù)來源:機械工程學報6電子皮膚概述1.2

廣義電子皮膚電子皮膚的核心功能 于感知外部世界的各種刺激。根據(jù)感知信號類 ,

可以分為基于①物理信號(應(yīng)變、壓力、溫度和濕度等),②化學信號(汗液、乳酸、血糖等),③電生理信號(腦電、心電和肌電)等不同類 的傳感器。其中,物理信號感知可采用應(yīng)變式傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等;化學信號感知可采用非侵入性/微侵入性中的可穿戴和柔性化學傳感器;電生理信號傳感器需要采用薄的、適形的和生物兼容的表皮電極,以減少皮膚電極接觸阻抗。人類皮膚能夠同時感知多種刺激。 此,電子皮膚的發(fā)展趨勢是集成多種傳感器單元,或開發(fā)能夠響應(yīng)多種刺激的復合傳感器,以實現(xiàn)多模態(tài)感知。01應(yīng)變式壓力溫度濕度汗液乳酸物理信號 化學信號 電生理信號腦電心電血糖 肌電5:根據(jù)感知信號的類 分類(廣義)數(shù)據(jù)來源:《電子皮膚研究進展:材料、功能與應(yīng)用》(b)7(c)6:物理/化學/電生理信號檢測傳感器數(shù)據(jù)來源:《電子皮膚研究進展:材料、功能與應(yīng)用》電子皮膚概述1.2

狹義電子皮膚:主要指壓力傳感器,進一步拓展到溫度傳感器等。柔性壓力傳感:是電子皮膚最基本&最重要的功能之一,用于感知機器人與環(huán)境或物體的接觸力。根據(jù)活性功能層傳感原理,壓力電子皮膚大體可分為:壓阻型、壓容型、壓電型、摩擦電型。其中壓阻式結(jié)構(gòu)相對簡單,制造成本較低,是目前應(yīng)用的主流方案之一。不同類型的的壓力傳感器各有優(yōu)缺,需要根據(jù)類型和實際應(yīng)用進行選擇。01表2:壓力傳感器分類、原理、優(yōu)缺點分類圖例原理優(yōu)點缺點壓阻式利用壓阻效應(yīng),即某些材料的電阻率或幾何形狀(從而導致電阻)隨所受機械應(yīng)力或應(yīng)變的變化而改變。當外部壓力作用于傳感器時,導電通路發(fā)生變化,引結(jié)構(gòu)相對簡單,制造成本較低,易于大面積集成,靈敏度可調(diào)范圍較寬。可能存在非線性響應(yīng)、遲滯效應(yīng)信號漂移、對溫度敏感等問題。起電阻值的改變。電容式基于平行板電容器的原理

(C

=

ε?

εrA/d),當施加壓力時,介電層的厚度(d)或電極的有效面積(A)發(fā)生變化,導致電容值的改變。靈敏度高,響應(yīng)速度快,功耗低受溫度影響較小,線性度相對較好。易受電磁干擾,需要有效的屏蔽措施。電路設(shè)計相對復雜,壓電式利用壓電效應(yīng),即某些材料在受到機械應(yīng)力時,其內(nèi)部會產(chǎn)生電偶極矩,導致材料表面出現(xiàn)電荷,從而產(chǎn)生電壓或電流信號。響應(yīng)速度快,對動態(tài)壓力和振動非常敏感,具有自供能潛力通常對靜態(tài)或緩慢變化的壓力響應(yīng)較差,輸出信號可能較弱,需要精密放大電路。摩擦電式當兩種不同材料接觸并分離或相對滑動時,它們表面會產(chǎn)生相反的靜電荷。這些電荷的積累和流動會產(chǎn)生電壓或電流信號,其大小與施加的壓力或接觸狀態(tài)相關(guān)。具有高靈敏度、結(jié)構(gòu)簡單、材料選擇廣泛、成本低以及自供能潛力。靜態(tài)場景下信號漂移嚴重,不適合靜態(tài)測量,循環(huán)穩(wěn)定性較差。8數(shù)據(jù)來源:《電子皮膚新型材料與性能研究進展》,柔性電子與智能技術(shù),傳感器專家網(wǎng),西安工程大學,Soft

Science電子皮膚概述1.2

柔性溫度傳感器:對機器人進一步拓展到家用和醫(yī)療等應(yīng)用場景至關(guān)重要。溫度感知對于機器人理解環(huán)境、安全交互(如避免接觸過熱物體)以及某些特定操作(如涉及溫度控制的任務(wù))至關(guān)重要。在現(xiàn)代化電子設(shè)備中,有5種最常用的溫度傳感器:熱電偶、電阻溫度檢測器(RTD)、熱敏電阻、本地溫度傳感器、遠端測溫二極管IC等。人類皮膚能夠同時感知除了壓力和溫度外的多種刺激,未來人形機器人還需要更高級的觸覺能力,如紋理識別、滑移檢測和硬度感知等。因此,電子皮膚的發(fā)展趨勢是集成多種傳感器單元,或開發(fā)能夠響應(yīng)多種刺激的多功能傳感材料,以實現(xiàn)多模態(tài)感知。01表3:溫度傳感器分類、原理、優(yōu)缺點熱敏電阻熱敏電阻則利用半導體材料(如金屬氧化物電阻隨溫度發(fā)生顯著(通常是非線性)變化熱敏電阻一般耐久性好、尺寸小。

熱敏電阻的典型溫度范圍一般遠低于熱電偶和RTD的特性。圖例原理優(yōu)點 缺點熱電偶電動勢(電壓)?;谌惪诵?yīng),兩種不同導電材料構(gòu)成的

偶比較便宜、耐久性好、自供電,回路中,若兩個連接點存在溫差,則會產(chǎn)生

且測量的溫度范圍較寬。具有非常輸出電壓非常小,需要高精度放快的響應(yīng)速度、溫度測量沒有明顯大,具有一定的設(shè)計挑戰(zhàn)。延遲電阻溫度檢測器(RTD)RTD利用金屬導體(如鉑、金、銀)的電阻隨溫度線性變化的特性。具有較寬的溫度范圍、優(yōu)異的精度和可重復性,以及適中的線性度。

熱穩(wěn)定性較高,對溫度變化的響應(yīng)較慢。本地溫度傳感器(IC)本地溫度傳感器IC利用管芯上晶體管的物理特性作為檢測元件。使用ADC、放大器和電

擁有非常高的設(shè)計靈活性,容易使溫度范圍受限,響應(yīng)慢,需外部平轉(zhuǎn)換等附加電路構(gòu)成具有模擬或數(shù)字接口

用且擁有非常小的封裝。 電源。的傳感器。數(shù)據(jù)來源:maxim

integrated產(chǎn)品設(shè)計指南10電子皮膚概述1.3

電子皮膚產(chǎn)業(yè)鏈人形機器人電子皮膚產(chǎn)業(yè)鏈主要包括①上游的原材料與核心零部件,②中游的電子皮膚傳感器/模組制造與系統(tǒng)集成,以及③下游的人形機器人本體制造和各領(lǐng)域應(yīng)用。上游原材料與零部件:主要包括前端采集芯片、結(jié)構(gòu)件和其他部分。前端采集材料占總成本的20

-30

,芯片占約30

,結(jié)構(gòu)件占15

-20

,剩下的20

-35包括通訊接口、儀器及其他部分。主要材料類型均有中國企業(yè)供應(yīng),國產(chǎn)化率較高。中游制造商由海外主導,國產(chǎn)加速替代。國際領(lǐng)先企業(yè)在觸覺傳感器技術(shù)方面擁有深厚積累,中國企業(yè)已具備一定的研發(fā)實力和生產(chǎn)能力。在2022年中國柔性傳感器產(chǎn)業(yè)鏈下游占比中,醫(yī)藥領(lǐng)域占比為40.05

,消費電子領(lǐng)域占比為36.22

,其他應(yīng)用領(lǐng)域占比為23.73

。01數(shù)據(jù)來源:發(fā)現(xiàn)報告網(wǎng),有研資本,人形機器人發(fā)布圖7:電子皮膚產(chǎn)業(yè)鏈上游:電子皮膚原材料與零部件 中游:電子皮膚傳感器/模組制造商與系統(tǒng)集成商國內(nèi)企業(yè)國外企業(yè)下游:機器人本體制造商及其他應(yīng)用領(lǐng)域企業(yè)醫(yī)療健康領(lǐng)域智能假肢、可穿戴監(jiān)測設(shè)備人形機器人制造商如:特斯拉(Optimus)、Figure

AI、優(yōu)必選等。消費電子領(lǐng)域如VR/AR交互設(shè)備、智能服裝10目

錄311人形機器人電子皮膚解決方案剖析2市場規(guī)模及競爭格局電子皮膚概述15風險提示4投資建議02 市場規(guī)模及競爭格局2.1

全球電子皮膚市場規(guī)模2030年達349億美元,北美占主要份額,中國市場潛力巨大全球市場規(guī)模:得益于人形機器人產(chǎn)業(yè)化進程加快、醫(yī)療領(lǐng)域?qū)崟r健康監(jiān)測和智能診療的需求增長、消費電子產(chǎn)品對新型人機交互方式的探索、柔性電子和傳感器技術(shù)的不斷突破、以及AI和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及應(yīng)用。根據(jù)新財富雜志援引Precedenceresearch數(shù)據(jù):2024年全球電子皮膚市場規(guī)模為63億美元,預計到2034年將達到300億美元,年復合增速將達到17

。北美:是全球最大的電子皮膚市場,2023年市場份額約40

,占據(jù)主導地位。主要得益于其領(lǐng)先的科研水平、活躍的初創(chuàng)企業(yè)生態(tài)、以及在醫(yī)療健康和高科技領(lǐng)域的強大需求。亞太地區(qū):份額18

,是增長最快的市場。中國:市場潛力巨大,政府政策大力支持,人形機器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,以及龐大的消費電子和醫(yī)療健康市場,都為中國電子皮膚產(chǎn)業(yè)的崛起提供了有利條件。日本和韓國:在機器人技術(shù)、半導體材料、顯示技術(shù)和消費電子領(lǐng)域擁有傳統(tǒng)優(yōu)勢,其電子皮膚技術(shù)在特定領(lǐng)域(如美容科技、高端制造)也有應(yīng)用。圖8:全球電子皮膚市場規(guī)模(億美元)數(shù)據(jù)來源:新財富雜志援引Precedence

research

圖9:2023年北美市場占40份額數(shù)據(jù)來源:

Precedence

reserch

1202 市場規(guī)模及競爭格局2.1

我國人形機器人傳感器市場規(guī)模預計到2035年超過百億元,且隨【人形機器人放量+單機使用量提升】,有望進一步增長人形機器人E-skin市場規(guī)模=(人形機器人產(chǎn)量?人形機器人成本)?電子皮膚價值量占比=市場規(guī)模?電子皮膚價值量占比從功能實現(xiàn)上,人形機器人可分為5個能力等級。目前全球絕大多數(shù)全能型人形機器人產(chǎn)品處于Lv1等級,少部分頭部企業(yè)最新產(chǎn)品和輪式機器人等其他形態(tài)的人形機器人正在逐步向

Lv2等級探索,并從工業(yè)制造領(lǐng)域的to

B端向服務(wù)領(lǐng)域的to

C端拓展。(不同等級市場規(guī)模見圖11)以特斯拉Optimus為例,當前整體BOM成本為42.08萬元,傳感器(含力矩傳感器等)是價值占比最大的環(huán)節(jié),成本達12.86萬元,占比約為30

。柔性傳感器在精細操作與人機交互應(yīng)用中至關(guān)重要,不同部位需求對應(yīng)價格會有所不同,預計整體價值量占比約10

。測算出:以上文涉及的30

計算,我國人形機器人所需傳感器市場規(guī)模,在LV1階段(現(xiàn)在到2028年)為6-15億元;LV2階段(2028年-2035年),為15-150億元。圖12:LV2我國人形機器人電子皮膚規(guī)模數(shù)據(jù)來源:中國信息通信研究院圖11:人形機器人各等級主要應(yīng)用場景和規(guī)模預期數(shù)據(jù)來源:中國信息通信研究院是基礎(chǔ)能力實現(xiàn),指人形機器人具備穩(wěn)定的走、跑、跳功能和初步的交互能力。第一級(Lv1)是初級智能實現(xiàn),本階段人形機器人可實現(xiàn)特定場景下的特定功能,結(jié)構(gòu)化任務(wù),泛化能力較弱。第二級(Lv2)是場景智能實現(xiàn),本階段人形機器人在特定場景下能夠完成大部分非

結(jié)構(gòu)化任務(wù),具備一定泛化能力。第三級(Lv3)是多場景適配,本階段人形機器人能夠在多個場景完成大部分非結(jié)構(gòu)化的任務(wù),且不少于3個場景。第四級(Lv4)是全面智能實現(xiàn),本階段人形機器人能夠?qū)崿F(xiàn)真正的具身智能,通過簡單的學習即可完成各類任務(wù)。第五級(Lv5)2028年前 2028年到2035年2035年到2040年2040年到2045年2045年以后LV113LV26-15億元15-150億元圖10:人形機器人五個發(fā)展等級0 50 100 150數(shù)據(jù)來源:中國信息通信研究院,鈦祺汽車,華龍證券研究所02 市場規(guī)模及競爭格局2.2

競爭格局:海外主導,國產(chǎn)加速替代歐洲、美國、日本擁有良好的技術(shù)基礎(chǔ),產(chǎn)業(yè)鏈上下游配套成熟,幾乎壟斷了“高、精、尖”的智能傳感器市場。北美、歐洲、日本占據(jù)全球智能傳感器九成以上份額,是全球智能傳感器最主要的生產(chǎn)基地,其中北美智能傳感器產(chǎn)值最高,達到43.3

,歐洲次之,占比29.7

,亞太地區(qū)(中國、印度等)保持較快的增長速度。我國傳感器產(chǎn)業(yè)起步于20世紀50年代(較美國晚30年),近年來發(fā)展迅速,企業(yè)數(shù)量均增長顯著,截至2023年11月,全國共傳感器相關(guān)企業(yè)1.7萬余家,主要集中在沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。國內(nèi)廠商通過多年產(chǎn)業(yè)、技術(shù)積累,已涌現(xiàn)出像帕西尼這類從觸覺傳感器到觸覺機器人全產(chǎn)業(yè)鏈的公司。但柔性觸覺傳感器產(chǎn)品的抗干擾能力、精度與國外企業(yè)仍有差距。目前僅少部分頭部企業(yè)掌握電子皮膚核心技術(shù)。圖13:全球傳感器產(chǎn)值分布數(shù)據(jù)來源:傳感器專家網(wǎng)03其他01漢威科技、安培龍第一梯隊0214柯力傳感、申昊科技第三梯隊第二梯隊圖14:中國電子皮膚競爭格局數(shù)據(jù)來源:智研咨詢02 市場規(guī)模及競爭格局2.2.1

主要參與者國外:Interlink

Electronics(美國)、Tekscan(美國)等。InterlinkElectronics是全球領(lǐng)先的HMI(人機界面)解決方案提供商之一,擁有35年的FSR技術(shù)經(jīng)驗。公司持續(xù)在柔性力覺傳感器領(lǐng)域深耕,提供定制化、模塊化和集成化的傳感器解決方案。此外,Interlink還涉足氣體傳感器和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域,進一步拓展其技術(shù)應(yīng)用范圍。Tekscan是全球領(lǐng)先的公司每年將14

的收入用于研發(fā),高于行業(yè)平均水平,確保其在觸覺傳感領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。觸覺壓力和力測量系統(tǒng)制造商之一,其技術(shù)被廣泛應(yīng)用于OEM產(chǎn)品和行業(yè)標準。15表4:電子皮膚國外核心企業(yè)簡介項目InterlinkElectronicsTekscan成立時間1985年1987年核心技術(shù)FSR、壓電、電容、混合傳感薄膜觸覺力傳感器、壓力測量系統(tǒng)產(chǎn)品特點超薄、低成本、高靈敏度薄、靈活、高分辨率、定制化應(yīng)用場景汽車、消費電子、醫(yī)療、工業(yè)醫(yī)療、工業(yè)、科研、零售定制化能力強強無線傳輸無有(VersaTek)傳感器類型多樣化(FSR、壓電、電容等)以薄膜壓力傳感器為主數(shù)據(jù)來源:中國叉車網(wǎng),tect

electronics,

Interlink

Electronics

官網(wǎng)02 市場規(guī)模及競爭格局2.2.2

主要參與者國內(nèi):漢威科技、福萊新材、帕西尼等。我國電子皮膚企業(yè)以柔性技術(shù)創(chuàng)新、多維感知突破、低成本制造及快速場景落地形成差異化優(yōu)勢。預計未來3-5年,隨著人形機器人商業(yè)化加速,具備全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)能力的企業(yè)有望在國產(chǎn)替代中主導中高端市場,但需在基礎(chǔ)材料壽命、超精密傳感等底層技術(shù)上持續(xù)突破。表5:電子皮膚國內(nèi)核心企業(yè)簡介企業(yè)名稱技術(shù)特點應(yīng)用場景產(chǎn)品類型漢威科技(300007.SZ)多模態(tài)傳感技術(shù):集成壓力、溫度、濕度等多種感知能力。微納加工技術(shù):厚度<0.3mm,耐彎曲超100萬次。AI算法融合:結(jié)合深度學習實現(xiàn)觸覺信號處理,支持機器人動態(tài)抓取和材質(zhì)識別。人形機器人:與近30家機器人整機廠及零部件廠商建立聯(lián)系及合作。醫(yī)療健康:手術(shù)機器人觸覺監(jiān)測、可穿戴健康設(shè)備。工業(yè)檢測:高精度壓力分布測量(如鋰電池極片缺陷檢測)柔性壓阻/電容/壓電傳感器、電子鼻系統(tǒng)(嗅覺感知)福萊新材(605488.SH)壓阻式技術(shù)路線:成本低(目標500元/片),靈敏度0.5kPa。涂布工藝優(yōu)勢:依托傳統(tǒng)涂布產(chǎn)線改造,量產(chǎn)良率65

(國際水平95

)工業(yè)級耐久性:1萬次彎曲后電阻漂移15

,需提升抗干擾性人形機器人:與多家靈巧手和本體機器人公司在接觸,同步推進定制研發(fā)、送樣、技術(shù)交流。。精密制造:電子產(chǎn)品組裝、精密零件操作;工業(yè)自動化:質(zhì)量檢測、材料分揀。電阻式柔性傳感器帕西尼(未上市)仿生觸覺技術(shù):靈巧手DexH5集成數(shù)百個觸覺單元,支持捏、抓、推等復合動作。多模態(tài)融合:結(jié)合視覺+觸覺閉環(huán)控制,能夠?qū)崿F(xiàn)全方位環(huán)境感知。人形機器人:自研多維觸覺人形機器人、靈巧手。工業(yè)、康養(yǎng)、家庭服務(wù)等。PX系列多維觸覺傳感器、DexH系列靈巧手、TORA-ONE人形機器人蘇州能斯達(漢威科技控股)依托中科院背景,掌握柔性壓阻、壓電、溫濕度、電容四大核心技術(shù)。擁有納米敏感材料體系和超凈印刷生產(chǎn)線(年產(chǎn)1000萬支)。醫(yī)療健康:脈搏檢測(MP301模組)、步態(tài)分析(MF-6060陣列傳感器)、睡眠監(jiān)測(HX-01壓阻傳感器)。消費電子:TWS耳機觸控(E2517微納傳感器)。IoT:電動車智能感知解決方案(合作九號科技、雅迪)。柔性壓力/壓電/應(yīng)變/溫濕度/電容傳感器、智能織物。鈦深科技(未上市)全球領(lǐng)先的柔性離電式傳感技術(shù)(FITS),高靈敏度、全柔性、光學透明。醫(yī)療/健康:FootWARE智能鞋(心率、呼吸率監(jiān)測)。工業(yè)/消費電子:觸覺反饋、壓力分布測量。觸覺傳感器、壓力陣列傳感器、壓電薄膜傳感器。三三智能(未上市)主掌握柔性薄膜制備工藝,打破國外技術(shù)壟斷。工業(yè)振動監(jiān)測、智能設(shè)備。壓電薄膜振動傳感器、柔性薄膜。力感科技(未上市)中科院孵化,專注薄膜壓力傳感技術(shù)。智慧養(yǎng)老:智能床墊、睡眠監(jiān)測帶(呼吸率、心率)。消費電子:智能筆、小家電。薄膜壓力傳感器、陣列傳感器?;勐劶{米(未上市)多氣體傳感+柔性壓力傳感,牽頭國家重大研發(fā)項目。消費電子:TWS耳機、手機(柔性薄膜壓力傳感器)。環(huán)境監(jiān)測:甲醛、TVOC等氣體檢測。柔性薄膜壓力傳感器、MEMS氣體傳感器。韌和科技(未上市)中科院寧波材料所孵化,彈性電子材料技術(shù)領(lǐng)先。智能穿戴:康復手套、智能鞋墊、運動褲(壓力、心率監(jiān)測)。家居:智能床墊(合作博洋家紡)。彈性應(yīng)變傳感器、彈性導線。16數(shù)據(jù)來源:傳感器專家網(wǎng),各公司官網(wǎng)、中華網(wǎng)援引實況網(wǎng),中國日報援引東方網(wǎng),公司公告目

錄317電子皮膚在人形機器人中的應(yīng)用2市場規(guī)模及競爭格局電子皮膚概述15風險提示4投資建議03 電子皮膚在人形機器人中的應(yīng)用按面積和功能計價,面積越大,精度越高,則成本越高。目前,主機廠多圍繞靈巧手展開,后續(xù)隨著機器人智能化程度提高,應(yīng)用面積有望進一步增大,精度有望進一步提高。手臂(前臂到整個手臂):柔性傳感器在手臂的應(yīng)用可監(jiān)測運動狀態(tài)、力量分布和負載,幫助機器人進行更加精確和靈活的動作。它能確保機器人在執(zhí)行抓取、搬運或協(xié)調(diào)動作時,避免關(guān)節(jié)過度受力,提升穩(wěn)定性和安全性。腳部:腳部的柔性傳感器能夠感知地面情況和壓力變化,幫助機器人在不同地面上行走時保持平衡并調(diào)整步態(tài)。這對于提升機器人在復雜地形中的穩(wěn)定性和自適應(yīng)能力非常重要。身體軀干:柔性傳感器覆蓋軀干區(qū)域,有助于機器人感知姿勢和負載分布,確保穩(wěn)定的運動軌跡。它能防止機器人因失衡或過度用力導致摔倒或撞擊人類,提升機器人的協(xié)調(diào)性和安全性,尤其是在與人類伴侶的互動中,避免對人造成傷害。臉部:面部的柔性傳感器增強了機器人面部對接近或接觸的感知能力,提升機器人與人類的情感互動效果。數(shù)據(jù)來源:福萊新材公告,視覺中國靈巧手(指尖、指腹、手掌):柔性傳感器能夠精確感知抓取的力度、觸感和物體形狀,使機器人能夠細致地操作物體,避免過度用力或損壞物品。它提高了機器人的靈巧性和適應(yīng)能力,尤其在處理易碎物體或精細任務(wù)時至關(guān)重要。18圖15:電子皮膚在人形機器人的應(yīng)用場景Tesla

Optimus皮膚解決方案剖析:Tesla

optimusgen-2:手部使用觸覺傳感器自由度(Degreesof

Freedom):11*2個手指關(guān)節(jié)自由度(雙手)

+

3*2

個前臂關(guān)節(jié)自由度=28個,使抓握動作更接近人類靈活性。觸覺保護設(shè)計:軟質(zhì)保護層采用柔性硅膠或類似材料,通過嵌入式傳感器陣列(如壓阻式傳感器)維持觸覺敏感度,可感知

0.1N

級別的壓力變化,適合抓取雞蛋、玻璃器皿等易碎物品。執(zhí)行器前置技術(shù):將驅(qū)動電機和傳動機構(gòu)移至前臂,減少手部重量,同時通過肌腱傳動系統(tǒng)(Tendon-based

Control)實現(xiàn)遠程精細操控,類似人類手部肌腱傳導原理。Tesla

optimus

gen-3:我們預計升級手指傳感器(例如傳感器列陣升級為64通道),感知壓力等級提升,能實現(xiàn)精準操控動作等。圖16:二代靈巧手拿起、傳遞、釋放雞蛋的精準力控過程20數(shù)據(jù)來源:optimus公眾號,智能感知工程,elonbuzz03 電子皮膚在人形機器人中的應(yīng)用福萊新材:觸覺傳感器主要采用壓阻式技術(shù),制備工藝涂布方式。2025年6月5日,公司發(fā)布福萊新材觸覺傳感第二代新品,突破三大核心技術(shù)。集成壓力、溫度、接近覺和剪切力多模態(tài)感知,支持機器人觸覺反饋和信號采集。真柔性:第二代產(chǎn)品采用了創(chuàng)新的柔性薄膜制備工藝,結(jié)合獨特的結(jié)構(gòu)和形狀設(shè)計,實現(xiàn)了真正意義上的柔性。傳感器能夠完美貼合各種復雜曲面,包括柱面、球面等三維幾何形狀,這種適應(yīng)性確保了傳感器在實際應(yīng)用中的可靠性和精確性。全曲面:第二代產(chǎn)品實現(xiàn)了全方位的觸覺感知覆蓋。無論是機器人靈巧手的指尖、指腹,還是手心、手背等不同曲率的表面,我們的傳感器都能無縫集成,真正做到了觸覺感知的“零死角”。這為機器人提供了類似人類的全方位觸覺體驗。三維力:傳統(tǒng)觸覺傳感器主要感知垂直方向的壓力,我們的第二代產(chǎn)品能夠同時檢測X、Y、Z三個方向的力矢量,除了能感知傳統(tǒng)的垂直按壓力以外,還能感知其他方向的力。在材料方面,采用分子層面優(yōu)化的復合傳感材料提升靈敏度和可靠性,并應(yīng)用仿生表面硅膠模擬人類皮膚結(jié)構(gòu)與微觀紋理,提升接觸穩(wěn)定性和抓取成功率。在算法方面,運用深度學習觸覺識別與多模態(tài)感知數(shù)據(jù)融合技術(shù),實現(xiàn)高維特征實時提取與異構(gòu)信號的智能整合,大幅提升感知精度。圖17:搭載福萊新材柔性傳感器的靈巧手20圖18:FOS系列多模態(tài)感知電子皮肚數(shù)據(jù)來源:福萊新材官網(wǎng)、公眾號、公告03 電子皮膚在人形機器人中的應(yīng)用數(shù)據(jù)來源:福萊新材官網(wǎng)、公眾號、公告目

錄321人形機器人電子皮膚解決方案剖析2市場規(guī)模及競爭格局電子皮膚概述15風險提示4投資建議04 投資建議22我們認為:機器人電子皮膚行業(yè)正處在技術(shù)加速突破與市場需求共振的關(guān)鍵時期,維持機器人行業(yè)“推薦評級”。行業(yè)的核心驅(qū)動力源于以人形機器人為代表的產(chǎn)品對高級感知能力的迫切需求,以及醫(yī)療健康、工業(yè)自動化等領(lǐng)域?qū)θ嵝?、智能傳感技術(shù)的持續(xù)探索。技術(shù)層面,行業(yè)聚焦①高性能柔性材料的創(chuàng)新(如碳基材料、導電聚合物、自修復材料等)、②多模態(tài)感知單元集成(實現(xiàn)力、溫、濕、滑移等多種信號同時獲?。?、③人工智能在復雜信號中的解讀與決策應(yīng)用。市場層面,預計未來5-10年,全球及中國電子皮膚市場,特別是與人形機器人相關(guān)的細分市場,將保持顯著的高速增長態(tài)勢。產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié),從上游核心材料、中游傳感器件與模組制造,到下游應(yīng)用場景的解決方案,均存在技術(shù)創(chuàng)新機遇及投資價值。建議關(guān)注:①材料供應(yīng)商:祥源新材(高分子基材)、蘇州固锝(MEMS微機電系統(tǒng))、沃特股份【LCP(液晶聚合物)材料】;②傳感器廠商:漢威科技(多模態(tài)柔性傳感器)、福萊新材(電阻式觸覺方案)、申昊科技(指尖傳感器)、蘇試試驗(石墨烯基柔性傳感器)、深天馬A(柔性TFT技術(shù)開發(fā)非顯示智能傳感)、柯力傳感(力傳感器);③設(shè)備與集成商:途見科技(未上市)、墨現(xiàn)科技(未上市)

。表6:重點公司及盈利預測股票代碼股票簡稱2025/6/11 EPS(元) PE投資評級股價(元)2024A2025E2026E2027E2024A2025E2026E2027E300980.SZ祥源新材25.090.240

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