实现机器柔性触觉,感知世界触手可及 | 投研报告

山西证券近日发布电子皮肤行业深度报告: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。 

以下为研究报告摘要:

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, 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

重点公司关注: 1) 福莱新材: 中试线已完成投产, 与灵巧手领域头部客户完成对接, 实现小批量供货。 技术储备深厚, 第二代柔性触觉传感器推出, “真柔性+全曲面+三维力” 产品性能行业领先。 2) 汉威科技(山证汽车覆盖): 掌握了柔性压阻、 柔性压电等核心技术, 具备了大面积阵列设计等核心能力, 产品综合性能国际先进。 公司已与近 30 家机器人整机及零部件厂商建立合作关系, 订单情况饱满。 扩建柔性传感器新产线, 预计 2025 年H2 投入使用。 3) 柯力传感: 与猿声科技签署战略投资协议, 通过参股在电子皮肤领域完成布局。 目前, 猿声科技已完成了多维触觉传感器 MultiDT 与大面积触觉传感器 HexT 两款产品的研发与量产。 4) 申昊科技: 研发布局非接触式电子皮肤, 已小批量应用于操作类机器人, 以避免在操作机器人执行任务的过程中对于人或设备的碰撞, 保护作业安全。 5) 晶华新材: 子公司晶智感已成功开发用于灵巧手的柔性触觉传感器电子皮肤, 实现对物体触感、 轮廓的精准感知。 6) 奥迪威: 布局触觉传感器等新产品, 可实现人形机器人感知与执行功能。

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(山西证券 冀泳洁,王锐,申向阳)

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