皮肤是人体最大的器官,也最多才多艺。
——(英)比尔·布莱森《人体简史》
引 言
柔性传感器,特别是电子皮肤,是一种具有高度柔性、智能化的可穿戴传感器系统,能够实时感知外界环境的变化,如触觉、温度、湿度、压力等,被广泛应用于医疗监测、智能穿戴、机器人、虚拟现实等多个领域。
过去十年,机器人行业经历了一场轰轰烈烈的视觉革命。以计算机视觉为核心的技术突破,让算法学会了识别物体、理解场景、规划路径。今天的机器人已经能看清世界,但看清世界不等于能改变世界。当机器人走向开放环境,从完成预设动作进阶到执行复杂任务,一个根本性的短板开始暴露:它们缺少了触觉。
夹鸡蛋该用多大的力气?抓杯子时水有没有洒?这些对人类来说近乎本能的动作,背后依赖的是触觉——这个与物理世界交互时最依赖的感知通道。在机器视觉不断完善的今天,下一个五到十年,该轮到触觉掀起一场革命了。
这一趋势已在资本市场得到印证。2025年,触觉传感器成为资本市场新热点,国内相关公司完成融资20起,总额接近18亿元,同比暴涨约4.5倍。具身智能百亿估值俱乐部迎来新成员,入局的不是外界熟悉的人形机器人整机厂商,而是专注触觉传感器赛道的玩家帕西尼感知科技。
更重要的是,在出货量这一硬指标上,他山科技与华威科两家企业在2025年实现了超万颗的出货量,成为这一细分赛道的“双子星”。
一、技术路线
当前柔性触觉传感器的研究与应用主要沿着六大技术路线展开,分别为:电阻式、电容式、压电式、摩擦电式、霍尔效应式和光学式传感器。每种类型均基于不同的物理效应构建传感机制,形成多元化的技术格局。
(一)压阻式传感器
压阻式传感器利用材料的电阻率随外部压力变化而改变的特性。当压力施加于传感器时,材料内部的微观结构发生形变,导致电阻值发生变化。通过测量电阻变化即可反推压力大小。这种传感机制基于半导体传导的压阻效应,当材料受力变形时,其能带结构或载流子散射特性发生变化,从而改变导电性。
压阻式传感器具有结构简单、成本低等特点,但可能由于材料形变恢复不完全导致重复性误差,温湿度变化也易引起电阻漂移,需额外补偿算法。凭借其结构简单性与较高的灵敏度,压阻式传感器成为当前主流的传感方案,市场占比约为37%。
国内代表企业中,汉威科技(能斯达)开发的柔性触觉传感器通过纳米纤维/CNTs复合结构设计,实现了0.3mm超薄厚度与1ms超快响应时间,已应用于机器人灵巧手、智能座舱等场景。其产品已在小米CyberOne等人形机器人及消费电子、智慧医疗领域实现量产应用,拥有国内首条兆级产能柔性传感器生产线。福莱新材同样采用压阻式技术路线,第三代产品通过集成芯片和算法,实现从“数据采集”到“智能感知”的升级。墨现科技、埔慧科技等企业也采用该技术路线。
(二)电容式传感器
电容式传感器基于电容器的极板间距或介电常数变化。当压力作用于传感器时,电极之间的距离或介电材料的厚度发生变化,导致电容值改变。根据电容公式C=εA/d,电容值随之变化。通过测量电容变化即可感知压力。
电容式传感器具有线性响应、低功耗、灵敏度较高的特点,但对静电干扰敏感,需要额外封装保护。市场占比约为28%,是仅次于压阻式的第二大技术路线。
代表企业他山科技坚持电容式技术路线,正是看中“未接触先感知”的特性能够精准匹配高速运动机器人的避障与安全需求。公司自主研发全球首款数模混合AI触感芯片,基于层析电容触感技术,结合类脑计算架构,能同时解析多维触觉信号,在电容式路线上做到了行业极限。目前其在细分市场占有率超过80%,产品覆盖机器人、汽车、家电、医疗等多领域。其他代表企业还包括哈普泰克、猿声科技、韧和科技等。
(三)压电式传感器
压电式柔性触觉传感器基于压电效应,其原理是某些材料在受到外部力(如压力、弯曲或振动)时会发生形变,从而产生电荷。当PVDF或ZnO等压电材料受到机械应力时,其晶体结构中的偶极矩会发生定向排列,从而在材料表面产生与外力成正比的电荷量。这种电荷信号通过叉指电极收集后,经电荷放大器转换为可测量的电压信号。
这类传感器具有高灵敏度、自供电能力(能量转换效率5-15%)等特点,但存在信号微弱(需电荷放大器)、无法检测静态压力等局限。目前应用主要在医疗、工业、消费等方面,如Murata开发的超薄PVDF传感器可检测0.1Pa的微细脉搏。代表企业包括三三科技、凸申科技等。
(四)摩擦电式传感器
摩擦电式柔性触觉传感器基于摩擦电效应,其原理是两个不同材料在接触和分离时,由于电子的转移产生电荷。当外部压力或触摸作用于传感器时,传感器表面的形变会导致摩擦电效应的变化,从而产生电荷。通过测量电荷的变化,传感器能够感知压力或触摸的强度。
这类传感器的突出特点是完全自供电(无需外部电源),制造相对简单,但存在信号稳定性差(湿度>60%时衰减50%以上)、灵敏度较低等局限。目前在可穿戴设备中的应用尤为突出,例如智能手套、智能鞋垫等。
中科院王中林团队开发的摩擦电传感器阵列已用于自供电电子皮肤,可实时监测人体关节活动;佐治亚理工学院研发的仿生触觉手指能识别不同表面纹理。代表企业如Next Gen Bioelectronics等。
(五)霍尔效应传感器
霍尔效应式柔性触觉传感器基于霍尔效应的原理。当电流流过一导电材料并且该材料处于磁场中时,电流流动的方向与磁场的方向垂直,材料的两侧会产生与电流和磁场方向垂直的电压,这种电压被称为霍尔电压。当外界的压力或力作用于传感器时,磁场源和导电材料之间的相对位置发生变化,导致霍尔电压的变化。
这类传感器具有高精度、稳定性强、耐久性等特点,但由于需要配合磁场源使用,存在成本较高、设计复杂等不足。代表企业帕西尼核心采用6D霍尔阵列式技术,通过捕捉柔性阵列上的亚毫米级形变场,解算出压力、滑觉、纹理及硬度等多维信息。其专业级PX-6AX系列可实现1mm的空间分辨率(与人类指尖分辨率相当),最小可识别0.01N的力。最新推出的TORA ONE人形机器人,通过单手2280颗ITPU传感单元实现多达15种多维触觉感知。Xela Robotics也是该路线代表企业。
(六)光学式传感器
光学式柔性触觉传感器主要通过光的变化来感知外部压力、触摸或变形。其工作原理是利用光的反射、折射或透射等特性。当传感器受到外部压力或触摸时,传感器内的光学元件(如光纤、透明导电薄膜等)发生形变,导致光信号发生变化。
由于采用光学原理,该类传感器具备高精度和灵敏度、快速响应、高耐久性等特点,但可能受到外部光源、温度变化等环境因素的干扰,成本较高。代表企业纬钛机器人起源于美国麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室,是国内视触觉领域的头部初创企业,发明了全球第一款分辨率超越人类手指的视触觉传感器。其GF225系列视触觉传感器具备10微米级分辨率,1平方厘米可达数万触觉信息点,可同时探测法向力和切向力等多维力,2025年完成近亿元融资,由小米战投领投。戴盟机器人、千觉机器人也是该路线代表企业。戴盟机器人源自香港科技大学机器人实验室,其全球首款多维高分辨率视触觉传感器DM-Tac W感知单元达4万个/cm²,利用自研VTLA大模型将触觉数据量降至传统方案的千分之一。
二、主要公司
福莱新材:量产先锋。
福莱新材是柔性传感器赛道率先实现规模化订单突破的企业。公司采用压阻式技术路线,定位“电子皮肤领域的磷酸铁锂电池”,以结构简单、量产能力强为核心竞争力。第三代产品通过集成芯片和自主研发算法,实现三维力、温度、纹理、材质、软硬度等多模态感知,完成实时处理与反馈,“芯感一体”是算力下沉、边缘计算的方式实现信号数据的反馈。
商业化进展上,福莱新材已实现“技术迭代-产能建设-订单交付”闭环。产业化布局方面,公司已于2025年一季度建成中试产线并顺利投产,同步完成产品技术迭代升级,已向客户交付千套触觉传感器。2026年2月,公司与灵心巧手(北京)科技有限公司签署全面战略合作协议,涉及10万套触觉传感器采购。双方将在柔性传感与机器人灵巧手领域深度合作,共同推动具身智能技术商业化。
产能方面,公司计划在2026年一季度完成柔性传感器正式量产线搭建,达产后年产能将突破万套级。2026年2月9日,公司完成向特定对象发行股票,募集资金净额6.92亿元,资金将用于电子级功能材料升级、研发中心建设等项目。公司通过美国子公司Apex Sensing LLC推进北美市场拓展,已与人形机器人、具身智能等领域客户达成小批量订单交付。
他山科技:芯片定义感知。
他山科技成立于2017年,是国内领先的AI触觉感知方案商,专注于人工智能触觉传感芯片及软硬件一体化开发。公司核心竞争力可以概括为“芯片定义感知”,选择从最底层做起,自主研发全球首款数模混合AI触感芯片,基于层析电容触感技术,结合类脑计算架构,能同时解析多维触觉信号。
产品矩阵方面,他山科技已形成TS-F指尖触觉传感器(集成接近觉、三维力检测、纹理感知等多重功能,0.01N感知灵敏度)、TS-E机械手触觉传感器(模拟人类手指皮肤特性,实现非接触与接触检测无缝融合)、TS-V视触融合训练平台、触觉模拟仿真平台等。目前其在细分市场占有率超过80%,产品覆盖机器人、汽车、家电、医疗等多领域。
商业化成果上,2025年他山科技实现触觉传感器出货量达万套级别。合作客户包括因时机器人、灵心巧手、灵巧智能、傲意科技、智元机器人、银河通用、自变量机器人等,覆盖海内外绝大多数人形机器人与灵巧手厂商。
矩侨工业:电子织物黑马。
矩侨工业是电子皮肤赛道的“隐形黑马”,凭借织物电子皮肤技术实现差异化竞争。公司已连续完成Pre-A+、Pre-A++轮融资,投资方包括华创资本、复星锐正等知名机构,2025年9月已实现第1000套人形机器人织物电子皮肤下线,工厂具备20万片车规级产能,标志着具身智能首次进入大面积柔性电子皮肤规模化量产阶段。
其核心优势在于场景跨界能力:一方面切入机器人赛道,产品已集成至NVIDIA Isaac Sim、MuJoCo等仿真平台,与数十家人形机器人企业合作;另一方面“跨界上车”,获头部新能源车企量产定点,同时进军智能家居领域,与清闲智能合作推出集成柔性传感的人体工学椅、AI床垫,形成“机器人+汽车+消费”的多场景布局,商业化弹性巨大。
三、道阻且长
在《奕泽财经》看来,柔性传感器行业目前仍面临如下问题:
(一)成本问题
成本是柔性传感器大规模商业化面临的首要障碍。目前,高性能触觉传感器仍处于产业化初期,成本居高不下。华威科通过自主研发生产装备与柔性材料,建立自动化标定系统,已将产品成本降至千元量级,但距离大规模普及仍有差距。武汉华威科智能技术有限公司CEO朱晓辉预测,未来3-5年电子皮肤将进入百元量级,届时人形机器人全身覆盖才具备经济可行性。
从工艺角度看,柔性传感器的制备工艺仍不成熟,导致高性能柔性材料的一致性和稳定性不足,影响实际测量精度。多数柔性传感器仍处于实验室研发或小规模试产阶段,大规模量产的高成本对中小企业形成进入壁垒,阻碍了广泛应用。此外,供应链方面,银纳米粒子油墨的供应波动也带来成本不确定性。
(二)规模问题
当前触觉传感器的终端市场中,人形机器人的应用占比还非常低。据华经产业研究院统计,触觉传感器以高端制造为主要应用场景,制造业、航空航天与国防、汽车行业的应用占比分别为42%、27%和17%。其中,制造业领域主要用于机器人抓取、装配等作业环节,但传统工业机器人的触觉渗透率仍然有限。
人形机器人的触觉传感器整体仍处于初期尝试阶段,主要应用部位仍集中于指尖,市场规模较小。以一对5指灵巧手为例,若在手心面按满配置配备,就需多达34-40个触觉传感器模组。而指节、掌心等部位的规模化落地仍有极大拓展空间。从长期发展来看,触觉传感器还将以电子皮肤的形态覆盖整个手背,并逐步从手部延伸至身体其他部位,如手腕、手臂、足部,乃至躯干与脸部。根据国泰君安、海通证券测算,若人形机器人To B产量突破100万台,对应的各技术路线触觉传感器市场规模合计能够达到472亿元。但目前这一市场潜力尚未释放。
从全球市场看,据Verified Market Research数据显示,2024年全球触觉传感器市场规模为153.3亿美元,预计到2031年将达到355.9亿美元,年复合增长率12.79%,整体市场增速并不高。而印刷柔性传感器市场规模2025年为28.1亿美元,预计2031年达45.6亿美元,年复合增长率8.39%。另据Research Nester数据,印刷与柔性传感器市场规模2025年为110.4亿美元,预计2035年达229.7亿美元,年复合增长率7.6%。不同统计口径存在差异,但都显示整体市场增速温和,真正的爆发性增长有待人形机器人放量驱动。
(三)协同的问题
触觉传感器不只是传回压力或力值的零件,它涉及材料、微结构、电信号采集、模态解析与实时控制的闭环协同,是硬件、感知与算法共同较量的战场。当前行业面临的核心挑战之一,正是传感、算法与执行之间的协同问题。
从技术层面看,不同传感机制的集成与兼容性尚未完全解决,多模态信息融合能力有待进一步提升。例如,压阻式传感器易受温湿度变化影响产生电阻漂移,需额外补偿算法;摩擦电式传感器在湿度>60%时信号衰减50%以上。这意味着传感器必须与算法深度耦合,才能在实际应用中保持稳定可靠。
从产业化层面看,触觉传感器需要与下游整机厂进行深度适配,客户认证周期长、替换成本高。他山科技与因时机器人、灵心巧手等企业的合作,华威科与优必选、小米、智元的深度绑定,都体现了这一特性。一旦通过客户验证,将形成长期稳定的供货关系,但这也意味着新进入者需要跨越更高的协同门槛。
从数据层面看,触觉感知需要与AI模型深度融合。福莱新材的“芯感一体”架构正是将算法下沉到芯片层面,通过边缘计算实现信号数据的实时反馈。帕西尼结合“视触觉双模态模型”与模仿学习功能,旨在通过海量触觉数据驱动,让机器人真正理解物理世界并具备精细操作能力。这种协同能力正在成为行业竞争的核心壁垒。
结 语
如果说高性能伺服执行器赋予机器人强健体魄,驱动其完成刚猛有力的大动作;那么触觉传感器则提供了敏锐的末端感知,为其装上一双灵魂之手,让机器人具备精细力觉反馈、纹理识别与灵巧操作能力。这场从“能动”到“会触”的代际演进,正迎来爆发前夜。
触觉传感器产业正在形成共识:在具身智能时代,硬件参数从来不是唯一标尺,能否真正贴合实际应用,才是决定竞争力的核心。一切技术选择,最终都要服务于真实场景。而连接物理世界与数字世界的这双“灵魂之手”,正在从实验室走向生产线,从样品走向产品,从万颗走向百万颗、千万颗。
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