www.188betkr.com 讯皮肤作为人体最大的多功能器官，不仅是物理屏障，更是精密的触觉传感系统，能敏锐感知压力、温度等环境刺激。而电子皮肤作为模仿天然皮肤功能的仿生柔性触觉传感器系统，正成为人形机器人实现高阶交互的核心技术，其通过复刻人体皮肤的触觉感知与灵活特性，实现对多元刺激的精准捕捉，在智能医疗、智能控制及人形机器人领域展现出广阔应用前景。
生物皮肤和电子皮肤 来源：华龙证券研究所
近年来，人形机器人产业高速发展，对触觉感知的需求日益严苛。电子皮肤凭借高柔性的触觉传感器阵列，可全面覆盖机器人肢体各部位，其感知功能甚至能媲美人类皮肤，成为机器人实现精准交互的不可替代的核心部件。
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，层层递进实现从信号采集到动作执行的完整闭环。传感层作为整个系统的底层基础，由触觉传感器及配套的偏置电路、信号调理电路和数据采集模块构成。传输层承担着信号转换与传递的关键作用，将传感层采集的物理信号转化为数字信号并传输至数据分析模块，其工作逻辑与人体神经中枢传递动作电位信号异曲同工。控制层则是机器人的“触觉大脑”，通过数据分析工具与算法对数字信号进行深度处理，构建交互对象的数据模型与特性模型，进而发出精准控制指令，驱动机器人完成抓夹、避障、工具操作等复杂动作，实现与环境的智能交互。
为满足人形机器人在复杂场景下的应用需求，电子皮肤需具备多重核心特性。首先是高灵敏度与高分辨率，需精准感应压力、温度、湿度及应变等多元刺激，实现对外界环境的敏感响应；其次是优良的柔韧性与可适应性，需具备较大覆盖面积，能贴合不同形状的物体表面，模拟人类皮肤的灵活触感；同时还需具备强耐用性与自愈能力，以应对使用过程中的机械损伤，保障长期稳定运行。
覆盖了触觉皮肤的Wendy机器人 来源：《机器人触觉传感器发展概述》（宋爱国等）
材料体系是电子皮肤性能实现的核心支撑，主要由柔性基材、活性功能层、介电材料及电极四部分构成。柔性基材作为承载衬垫，需兼具理想的柔韧弹性与力学强度，目前主流材料为聚二甲基硅氧烷（PDMS），其具备耐腐蚀、柔软透明、低弹性模量及高黏结集成性等优势，可实现非平面任意弯曲，完美适配机器人的运动需求。此外，聚酰亚胺（PI）虽在耐腐、耐磨、耐高温及电绝缘性能上表现优异，堪称优选材料，但高昂成本限制了其规模化应用；聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）则因初始模量较高，在柔性适配性上不及PDMS。
活性功能层负责将环境刺激转换为可检测的电信号，其性能取决于活性材料的选择，主要包括碳纳米管、石墨烯等新型导电材料，以及基于这类材料的高弹性导电复合材料、压电材料等。介电材料位于活性功能层两侧，主流类型包括复合纳米导电填料、导电聚合物、离子液体等。电极作为电流输入输出的端极，直接影响电子皮肤的灵敏度与稳定性，通常选用石墨烯、碳纳米管等碳材料及柔性复合材料，以兼顾导电性能与机械适配性。
尽管电子皮肤技术已取得显著进展，但仍面临诸多亟待解决的挑战。核心难题在于材料性能的平衡，目前难以同时实现高灵敏度与宽测量范围；其次是测量一致性的保障，材料经多次使用后易出现信号漂移与误差增大的问题；此外，在模拟人类皮肤功能的全面性上，现有材料仍存在较大差距，环境适应性也需进一步提升。未来，电子皮肤的发展将聚焦于材料体系的优化升级，通过技术创新突破性能瓶颈，为人形机器人实现更接近人类的触觉交互能力奠定基础，推动智能机器人产业迈向新的发展高度。
参考来源:
宋爱国.机器人触觉传器发展概述
Li.Electromechanics of Soft Resistive and Capacitive Tactile Sensors
华龙证券《电子皮肤：人形进化时，感知即未来——人形机器人行业专题报告》
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》
(www.188betkr.com 编辑整理/月明)
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