机器人柔性传感器（电子皮肤）专家交流纪要–20231217

全文概要 本次专家会议讨论了柔性传感器电子皮肤的技术和应用。压阻式传感器是未来主流方向，压敏材料是产生信号的关键。电子皮肤可以提高机器人的人机交互功能，也可用于新能源汽车的智能驾驶方面。 全文概要 本次专家会议讨论了柔性传感器电子皮肤的技术和应用。压阻式传感器是未来主流方向，压敏材料是产生信号的关键。电子皮肤可以提高机器人的人机交互功能，也可用于新能源汽车的智能驾驶方面。虽然使用电子皮肤会增加成本，但可以提高性能和功能。柔性传感器已经可以量产，但需要不断提升性能。想要进入该领域的公司需要储备足够的人才和资金，并自研制作配方和压敏材料。 柔性电子皮肤成本结构分三大部分，其中材料成本占据较大比重。PDMS材料在传感器应用中备受关注。 Q：除了界面式的排布，传统的mama还有哪些方案？像您刚才讲到的单个妈妈传感器组成的阵列式排布以外。 A：现在因为单个mams它只能实现比如说一个方向力，垂直方向力的感知它是通过多个阵列点来实现，比如说切向的或者大面积的，它能检测到你的形状或者是粗糙度，受力的方向，比如说如果鸡蛋它窝的鸡蛋要划，在向下滑脱的时候，它能通过多个肢体点的压力的分布变化才能感知到，然后自动来派对。如果机器机台要滑脱，它可以自动来收紧某个部位某个关节，它是这样一个功能的，所以说它是多个g点来实现大面积的一个检测需求的。 Q：目前市场上传感器处决方案的售价是多少？ A：准确性准确，售价不太清楚，因为大家都在问这个问题，但是我们判断这个东西首先它不是一个革命性的创新性的东西，另外一个就是相对来说很多年前大家做人形机器人都已经采用了这个技术，也都有了，不管是国内的优必选，国外的什么歌，是这种东西，很多国内外的机器都有这个技术，它具体价格美国内国外可能会有差异，但是特斯拉咱们不知道，因为供应链不清楚，你们如果想了解它的价格，可以有个参考。 有一个日本的公司叫xcla的，它的产品和特斯拉采用的基本上是基本是一致的，你可以看一下他的介绍，国内帕希尼也有这种产品介绍，基本上它的价格我们判断应该是通过这两个参考就能在这一个范围。 Q：他手部的触觉传感，目前采用的是压电或者压阻方案。相比较来说，压电、压阻和电容这几种感知机制有什么大的区别或者优劣势吗？您认为未来人形机器人可能会采用哪种方式？ A：像您说的它主流的是初级车客，其实三个方向就是压阻压电压容的，它们的区别在什么？不说原理，从功能上实现。从产业化应用的角度上来讲，鸭店和鸭绒的它们的首先灵敏度非常高，这是它们的优势，但是它的一个缺陷就是限制它会将来产业化推广的一个缺陷，但特别是在电子皮肤或者是机器人上面的话，他们的抗干扰能力比较弱，就像鸭绒的，如果外界湿度或者是温度，还有电磁信号都会非常大的干扰到它的它的正常的信号我们叫性噪比，噪音会比较大，误触发的风险会非常大。 像咱们以前用的那种一些家电或者是蓝牙耳机，有些电容式的可能手上有水，或者是你的头发会蹭到了，它，就可能会触发它在工业化这种机器人场景就没法使用的。 Q：未来主流的压敏性材料是哪些？ A：当前的主流是有两个方向，亚美材料国内国外当前的是那种跟这种薄膜式的探宽薄膜式触觉传感器是用的那种压敏碳浆这种形式的。还有一个直接是，柔性的亚米碳浆，另外一个方向就是导电的弹性体，可以既实现拉伸变形，它本身也是一个压密材料，这种两个方向。 Q：鸭店和鸭绒是否可以通过材料改进来满足需求？未来是否有工艺或技术的进步可以实现这一点？ A：基本上不太可能了，因为雅典鸭绒它从最底层的技术和物理原理上，刚才那几个缺陷它是最底层的决定，它的原理上决定了，所以不太可能解决刚才那些应用上的困难。 Q：从工艺难度和单位价值量来看，压铸比家电和鸭绒高，加工更难一些，包括价值量也更高一些吗？这种情况是否存在？ A：不会。为什么它应用一是？它从生产成本加工的，从原材料到生产加工的难易程度，包括后端的适应性可靠性这方面，它都是比较好的，家族式的现在。 Q：柔性电子皮肤的原理和主要结构是什么？可能包括柔性基底、间隔层等，请专家给我们介绍一下。 A：现在的柔性的电子皮肤，基本结构是这样的，首先它底下有一个柔性的基底，一般的材料是这样的，现在通常采用的有几种，首先有PT市场可以看到那种白色透明的一般是pet薄膜或者是pm黄色的pm可以耐高一点。还有一种pdms可以具有拉湿性的，还有一些像putpu弹性体，首先这是柔性基底，这是底材的材料和它的基底材料。一本，它在上面就会印刷，电极引出信号的电极导电一般是目前来讲是导电的，金属浆料一般是银浆居多，也有用铜浆的或者甚至有用金的，而是一般是导电岩浆的居多。 这是导出信号的电极材料。再往上面一层就是压敏材料，就是压敏碳浆，它是根据它是产生信号的一个关键。亚米材料亚米碳浆后面上面一层会是粘接层，一个结构层，把上一个再往上一层就是封装层，封装层的表面也会有一个压密层，一般是这样的一个结构，整体来说是非这种几层结构来做的。 Q：电子皮肤主要用在哪些部件上？大概的使用量是多少？ A：最开始它是没有电子皮肤的，因为涉及到要挤电梯或者是挤办公卡外的时候，它是通过视觉或者是有的是，红外雷达之类的，他就要躲避障碍，不能对人造成伤害，不能说因为办公室之间或楼宇之间人来人往的会造成很远这些检测到有障碍物，它会停下来，导致它的运行效率非常低，有的时候一上午可能他还跑不了一趟或者挤不掉进不去电梯，这种时候我们给他合作的方案，做成整个它的4周全部做成了敷敷上了电子皮肤，它能检测到外界，有人是轻轻地蹭摩擦到他了，或者是拍到他还种的攻击到他，还是他撞机到别人的很坚硬的物体上，这样的话他可以不会说要老远的停下来去躲避这些障碍物，它可以和人一起挤电梯，可以在办公室卡位之间轻的碰到东西可以自动躲避，但是也不至于把人或者是东西给撞翻，这样大大提高它的运行效率，是这样一个场景。 Q：使用电子皮肤的量很大，这会导致成本增加吗？ A：整体是的。附近裸露在外面的，除了最底层和最上面没有做布置的话，它整个相当于像人的4周躯干都给它布置了，但是首先机器本身它并不大，因为它不是大型的工业或者咱们的类似咱们经常常见的送餐机身那么多大小，但是它的成本有增加基本上可能要整体下来增加个我记得是差不多一两万块钱，光电子皮肤单价。 Q：新能源汽车领域主要应用在哪些方面？ A：主要是在智能驾驶方面，比如说智能座舱座椅，还有一些方向盘，还有一些中央操控台这些把手，还有门把手门的埋在内蒙皮的部分，它主要是检测，比如说其实是跟我们讲的。汽车智能表面失去这个东西。是因为他那个位置的。 Q：目前哪些国内外企业在柔性传感柔性电子皮肤这块做得比较好？除了国外的internet和test之外，您知道还有哪些企业做得比较好的吗？ A：基本上像您说的这两家现在是在柔性触觉传感器做的比较早的，相对和他们技术路线一样的国内企业，大家关注度比较高的像汉威集团下面的能思达，它是国内做的比较早的路线和这两家刚才您说的国外两家路线基本上是一致的。另外还有新出现的是一个公司叫东莞墨线，还有广州的黄埔材料研究院，他们底下有个公司也在做这方面做的还不错，特别是墨线做的我觉得非常有有潜力做得非常好的一个公司。 Q：特斯拉发布的最新视频中，他们两个手指捏个接的鸡蛋给鸡蛋移动位置，这是在手指头上要装电子皮肤吗？还是说装什么东西？ A：它是触觉传感器，准确来讲它不是电子皮肤，它是很多个单个的触觉传感器组成的一个阵列，你看它一个手指头上面都有好多几个点，以每个每个点的都是一个触角的调改期。 Q：电子皮肤和这个有什么区别？ A：我就刚才讲准确来讲，它们现特斯拉不属于电子皮肤，它是一个触觉传感器阵列，我们说的传统意义上的电子皮肤，它需要具有柔性的能实现检测压力或者是切向力这种一个大面积的传感器。 Q：特斯拉在电子皮肤上只使用了手指头上的一点阵列传感器，是为了省成本吗？还是有其他原因？ A：首先特斯拉手指上用这种调控器是它的必须性的，因为这种调控器手指上咱们知道手指要求，你看它能握紧带，而且鸡灯握起来又能把鸡蛋给抓烂，对车小改气要求你非常灵敏，而且要反馈非常及时，这种传感器的一个必需品，像我们现在电子皮肤触觉传感器还没有办法做到这么高的灵敏度，而且这么及时非常线性的一个反馈，或者说性能达不到。简而言之，我们的电子皮肤的性能现在还没办法达到这种手指上触觉的一个要求。 Q：翰威科技公司做电子皮肤怎么样？是否在跟拓普集团对接？A：目前没有听说，但是他们公司刚才说能思达您说的那个公司。它是做的那种和国安泰克斯克做的是一种柔性的薄膜触觉传感器，Q：他现在有什么商业化量产意义吗？ A：京东渠道他们是最前几年我们一起发展的时候，他们主要是用在一些触觉的薄膜开关，这是他们目前最大的一个量，或者是他们市场的在在这个地方，另外还开拓了一些在医疗健康领域的应用，比如说检测足底的压力，肺部的或者是步态矫正仪之类的，或者是医疗床这种场景他们也在开发。 Q：你认为特斯拉的机器人会使用电子皮肤吗？A：整体行业。电子皮肤，不管是人形机器人还是服务型的机器人，电子皮肤将来是一个必不可少的部件。Q：电子皮肤主要涂在机器人的哪个位置？A：目前来看，像人的四肢躯干前后都会布置一些触觉铲盖器，也叫电子皮肤。Q：这个东西的技术壁垒有多高？ A：技术。积累现现在技术壁垒的准确来讲会分三个方面，第一个最关键的壁垒是在每家的压敏材料，它的配方制备工艺，这是他们的每家的核心壁垒。另外一个壁垒是根据你自己的样品材料的性能，涉及到合适的醉酒的一个传感器结构，这是你的传感器方面。另外根据你，传感器的结构和性能，你的算法应用团队，比如说软硬件算法，团队的是这三方面，他们的每家的一个核心的技术壁垒和核心技术。 Q：你认为其他国内公司突破起来容易吗？ A：并没那么容易，单纯一个样品材料来讲，不管是国内这几家也好，还是国外也好，其实还有现在出现很多科研院校，像清华这两年刚成立，柔性的超实验柔性的电子实验室安家，一直其实所有的关注点重点都是压面材料，但是大家也看突破并不大，这是每家的一个关键。另外另外结构和算法团队他们的，技术壁垒发展最重要还有一点要根据市场需求来说，因为市场每家的市场需求是五花八门的，或者各种各样的它是，一个类似定制性的东西，所以说发展起来并不那么容易。 Q：电子皮肤的传感为什么达不到机器人的要求？ A：像我刚才举例，他手下手指上的他要做到非常高精，非常灵敏，比如说太阳能检测，比如一个鸡蛋，虽然你不能用非常大利沃，用大利沃是会把它窝烂的，但是你又不能太小太小的它会往下滑的会滑落的，但是你又要握起来又不能滑落，它需要解析到首先你要非常灵敏，而且你要能反应非常迅速，你的各个传感器之间协作非常迅速，这种传感器目前来讲，只有MS这种触觉到才能实现，我们现在这种电子皮肤的触觉传感器是没办法达到这种性能要求的。 Q：电子应用中存在功能上的问题，比如电力方面，由于传感器是阵列式排布的，密度很大，对功能有很高的要求。请问老师您是否了解相关情况？ A：您说的应该涉及到它的分辨率的问题，如果肺部的探秘间隙太小或者是怎么样，会有一个信号相互串联干扰的问题。Q：电子皮肤和列正式的触觉传感器相比，电子皮肤能提供切向力的检测，这里的切向力是指摩擦力吗？A：我们现在不能叫摩擦力，我们摩擦力要求有点太高了，我们只能说它是一个判断一个方向，或者是大致的压力分布。Q：电子皮肤相比，验证师的触觉传感器只增加了这一个功能项，对吗？ A：没说什么。前阶段比如说手指环节，你用电子皮肤和特斯拉当前阵列式的触觉传感器相比，它功能项多了，功能并没有不多，只是说功能的要求的水平不一样。当时手指上出去认为它的功能水平会比比咱们这种柔弹性的柔性的电子皮肤的功能和水平要高好几个等级，相当于怎么讲？你拿一个一个自行车或者一个汽车或者一个跑车这栏对比，它都能走，都能帮助人快速的行走，只不过是它水平不一样而已。在当前这个情况下，是不是特斯拉这个方案是一个最优方案，在手指上应用是它的最优方案。 Q：家具传感器和脚部或手部的力矩传感器如何配合，以