机械设备行业专题研究：触觉：机器人的下一个超级赛道

机械设备 2025-03-02 张一鸣,何鲁丽国盛证券丁叮叮叮

人形机器人触觉测量主要涉及两个核心方面：接触物体本身的状态信息（形状、软硬程度、表面纹理）和接触状态信息（法向力、剪切力、相对滑动、物体姿态）。灵巧手的触觉传感器是决定人形机器人与普通工业机器人本质区别的关键环节，主要解决手部表面对力的测量、物体识别和任务反馈等问题。

电子皮肤触觉传感器主要有以下几种方案，各有优缺点：

压阻式：行业最成熟方案，抗干扰性强、成本低、结构简单、鲁棒性高，广泛应用于各类场景。缺点是灵敏度不够高、迟滞性较高。国内厂商如墨现、福莱新材、能斯达均有布局。
压电式：适用于测量振动、脉冲信号等间断信号，但在连续信号测量上受限。
电容式：灵敏度高、响应速度快，但物理尺寸增大时测量精度受影响，常见于手机屏。
光学式：精度高，可实现非接触式测量，但算法复杂。国内厂商如戴盟、纬钛、千觉均有相关布局。

传统触觉传感器多只能测量法向力，为解决横切力测量和物体状态感知问题，出现了以下两种先进方案：

视触觉（VBTS）：主流方案Gelsight通过摄像头捕捉接触后凝胶的形变，再通过视觉算法映射触觉信息。核心难点在于视觉算法、小型化和成本。国内厂商戴盟、纬钛、千觉均有布局。
- Gelsight商业化面临精度、体积等问题，但已有厂商在尝试使用。
- 未来需解决视觉数据库、硬件平台、器件寿命等问题，并实现视触融合控制。
基于霍尔效应的多维度传感器：可测量三维力+三维扭矩，灵敏度高，但成本较高。核心难点在于算法、标定和数据库预设。Paxini的PX-6AX GEN 2是典型代表，已可测量六维力，具备抗杂散磁场能力。