来源:财中社
山西证券发布研究报告称: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,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,需集合不同传感机理于同一器件,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。