【山西证券】电子皮肤行业深度报告：实现机器柔性触觉，感知世界触手可及-251121（28页）.pdf

1、电子皮肤行业深度报告相关报告：研究助理：投资要点：电子皮肤赋予人形机器人触觉感知，是人形机器人交互的关键。电子皮肤是模拟天然皮肤功能的仿生柔性触觉传感器系统，可以感知压力、温度等各种刺激，广泛应用于智能医疗、智能控制系统和智能机器人等领域。电子皮肤从技术路线上可以分为五大类，压阻式、电容式、压电式是最常用的三种路线。压阻式传感器结构简单、低成本，适合于基础的压力映射和触觉反馈系统，能有效平衡工艺难度、成本和量产规模等因素，是目前人形机器人领域主流技术路线，特斯拉、汉威科技、福莱新材等知名企业均在压阻式传感器技术进行了布局；电容式传感器灵敏度高，适合于高精度的触觉感测；压电式传感器具备自供电特性

2、，适用于难以及时更换电源的场景。三种路线选择，本质是灵敏度、成本与可靠性的博弈，预计未来多种技术路线将长期并存，将根据实际应用场景寻求三角博弈的平衡。材料、制造、算法三大核心壁垒，行业技术亟待突破。1）材料端：电子皮肤需兼具高灵敏度、宽测量范围和测量一致性等性能，对材料柔韧性、耐用性、灵敏度和精确性提出高要求，同时还要材料具备良好的环境适应性等其他特征，材料仍需优化完善。2）制造端：电子皮肤制加工工艺复杂，成本价高，大面积部署困难。低成本、高精度的进行电子皮肤生产，以实现批量化布局是未来重中之重。3）算法端：电子皮肤测量涉及三维力、温度、硬度等多种物理量，标定机制复杂，需利用图形处理系统和AI

3、来辅助完成传感器的纠偏和标定。多模态感知和阵列化是电子皮肤未来发展的核心趋势。单一传感机理电子皮肤难以对外界多方面刺激同时做出准确响应，需集合不同理传于感同机一器件，以此实现对多种信号进行多模检测；单个传感单元检测到的信息有限，无法满足大面积测量的需求，需将传感单元阵列化，以获得足够的压力信息。人形机器人需求拉动，2030年电子皮肤市场规模预计将达到7.56亿美元。竞争格局方面，欧美日企业凭借先发优势占据高端市场，全球柔性触觉传感器TOP5厂商均为海外企业，合计占据57.1%的市场份额。国内厂商加速布局，凭借政策支持和制造能力优势与国外技术快速缩小差距，福莱新材、汉威科技等部分国产企业开始渐露

4、头角，在机器人领域已有产业化应用。中性估计2030年市场规模将达到7.56亿美元。并且人形机器人尚处于发展初期，长期看，国内人形机器人市场规模可达十万亿级别，电子皮肤作为人形机器人实现触觉感知核心零部件，有望依托人形机器人需求增长，维持高速发展。风险提示：人形机器人量产不及预期风险；技术研发不及预期风险；政策支持不及预期风险；原材料价格上涨风险。1.电子皮肤：人形机器人交互的关键1.1电子皮肤是人形机器人的触觉传感系统电子皮肤是模仿天然皮肤而形成的柔性触觉传感器系统。皮肤是人体最大的器官，是一种多功能传感器，能够清晰地感知外部环境的变化，对人类的生存和发展具有重要的意义。而电子皮肤则是一种模拟

5、天然皮肤功能的仿生柔性触觉传感器系统，可以模仿人体皮肤的触觉传感功能和灵活性能，附着在人体皮肤或机器人等表面，感知压力、温度等各种刺激，在智能医疗、智能控制系统和智能机器人等领域显示出广阔的应用前景。近年来，人形机器人高速发展，而具有高柔性的电子皮肤触觉传感器阵列能覆盖于机器人的多部位，可以媲美甚至超越人类皮肤的感觉功能，有效地实现机器人的触觉感知，对人形机器人有着不可替代的作用。(divcenter)图1：天然皮肤与电子皮肤对比(/divcenter)对应人类触觉传感系统，机器人触觉感知系统被分为传感层、传输层、控制层三个模块。第一层传感层：机器人的传感层，对标人类触感系统的感受器，是整个系

6、统最基本、最底层的结构，主要由传感器和传感器信息的偏置、调理、数据采集系统构成。第二层传输层;传输层主要是将物理信号转化为数字信号，并传输到数据分析程序，这个过程与神经中枢传递动作电位信号的逻辑相似。第三层控制层：控制层是机器人的“大脑”，利用数据分析工具和算法，对数字信号进行分析和计算，系统会构建用于感知交互对象的数据模型和特性模型，并控制机器人发出操作命令，完成相应的抓夹、避障、工具操作等动作。为满足各领域的应用需求，电子皮肤应具备柔韧性和耐用性强、灵敏度和分辨率高等特性。电子皮肤的设计目标是模拟人类皮肤的特性，以实现更高层次的感知能力和接近人类触觉的表现。因此，电子皮肤应注重感应压力、温