触觉力传感器 2024年中国柔性触觉传感器行业现状及发展前景预测分析

2024年中国柔性触觉传感器行业现状及发展前景预测分析

中商情报网讯：柔性触觉传感器是利用柔性材料的物理特性，将外部的力学量转换为电学量，从而实现对触觉感知的传感器产品。柔性触觉传感器具备三大特点：像人皮肤一样具有柔韧性。在保证测量准确度和灵敏度的同时，能够实现任意弯曲变形、有弹性。能够覆盖在非规则、非平面的机器人本体表面，可扩展、分辨率高。电阻式、电容式、压电式为目前应用最广泛的柔性触觉传感器类型。

一、柔性触觉传感器行业发展现状

1. 柔性触觉传感器 市场规模

中商产业研究院发布的《2022-2027全球与中国触觉传感器市场现状及未来发展趋势》显示，2022年全球柔性触觉传感器约15.34亿美元市场，中商产业研究院分析师预测，预计2029年市场规模增长至53.22亿美元，2022-2029年CAGR为17.9%。

数据来源：QYResearch、中商产业研究院整理

2.机器人触觉传感器市场空间

目前触觉传感器在机器人中主要应用于手/手指，未来各场景更精细的触觉感知能力需求将推动机器人触觉传感器需求进一步增加，如人形机器人的肢体、胸腔等部位有望成为潜在应用场景。中商产业研究院发布的《2022-2027全球与中国触觉传感器市场现状及未来发展趋势》显示，2022年全球机器人触觉传感器市场空间超2亿美元，中商产业研究院分析师预测，2029年全球机器人触觉传感器市场空间将达到4.3亿美元，2022-2029年CAGR达10.2%。

数据来源：QYResearch、中商产业研究院整理

3. 柔性触觉传感器竞争格局

柔性触觉传感器技术仍由国外企业领先，市场以国外厂商为主。全球范围内柔性触觉传感器生产商主要包括Novasentis、Tekscan,Inc.、JapanDisplayInc.、Baumer Group、Fraba Group、Syntouch、Canatu、Sensel、FORCIOT、钛深科技等。2022年，全球前五大厂商占有大约57.1%的市场份额。

4.柔性触觉传感器 企业布局

多功能柔性触觉传感技术仍是国内“卡脖子”技术，当前国内部分厂商积极布局柔性触觉传感器。

数据来源：中商产业研究院整理

二、柔性触觉传感器行业发展前景

1. 人形机器人赋予柔性触觉传感器新的增量市场

柔性触觉传感器能够实现与环境接触力、温度、湿度、震动、材质、软硬等特性的检测，是机器人直接感知环境作用的重要传感器，有助于智能化的人形机器人实现产业化落地。当前，在政策和技术的双重加持下，人形机器人在工业、医疗、家庭服务等领域具有巨大应用空间。根据IFR和中国电子学会数据，尽管人形机器人处于起步阶段，但参照其他电子产品渗透率超过20%后将爆发式增长。2023—2030年，按年均复合增长率30%测算，预计到2030年，我国人形机器人市场规模有望达约8700亿元。人性机器人需求将成为柔性触觉传感器市场增长的主要驱动力。

数据来源：IFR、中国电子学会数据、中商产业研究院整理

2. 技术创新推动 柔性触觉传感器发展

技术的不断创新和发展是推动柔性触觉传感系统发展的重要因素之一。随着科技的不断进步，柔性触觉传感系统的精度、灵敏度和可靠性等方面得到了不断提高，从而提高了传感器的感知和操作能力。

更多资料请参考中商产业研究院发布的《中国柔性触觉传感器行业市场前景及投资机会研究报告》，同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业情报、行业研究报告、行业白皮书、行业地位证明、商业计划书、可行性研究报告、园区产业规划、产业链招商图谱、产业招商指引、产业链招商考察&推介会等咨询服务。

传感器疏察，被愚钝的机器人“国产触觉”

来源:科技日报

给一个压力，还一个电信号。触觉传感器的简单转变就能让真实世界以“二进制”的方式传给机器人。

“一点点压力就能产生匹配的电流。”在加了形容词后，这个转变困难了一些，西北工业大学副教授杨鹏飞解释，要灵敏地捕捉到“一点点”的输入，并给出严格匹配的输出。

“需要稳定、精确的输出，并且消除不同‘维’间的耦合干扰。”东南大学教授宋爱国的进一步阐释意味着这种转变难上加难。

这个信号转变的稳定实现，让巴掌大小的日本阵列式产品即便卖到10万元，也能在科研和产业市场占尽先机。“靠进口”是科技日报记者日前多方调查该产品消费者的一致答案。

行业内，工艺不过关

精确、稳定的严苛要求，拦住了我国大部分企业向触觉传感器迈进的步伐，目前国内传感器企业大多从事气体、温度等类型传感器的生产。在一个有着100多家企业的行业中，几乎没有传感器制造商进行触觉传感器的生产。

“我们曾委托深圳的一家企业制作阵列式触觉传感器，但因为工艺不过关，产品的一致性比较差，传感器阵列中点与点的性能无法做到一样。”宋爱国的经历可能并不是个例。

“我们的大部分关键零部件都是国外进口。”国内某知名机器人制造企业负责人表示，包括触觉传感器、减速器在内的国内产品，在稳定性、一致性方面不太过关。

“传感器用国外进口的。”杨鹏飞所在的生命科学院，通过对骨骼等的研究进行仿生机器的生产，以用于航天或工业辅助用途。“这些仿生机器会在很严苛的环境下工作，对零部件的要求很高。”

可见，对卖方而言，工艺门槛太高；对买方而言，国产货没有保障。“一个向左、一个向右”的局面，形成了依赖进口、内生乏力的恶性循环。

行业外，材料不够纯

除了生产工艺，材料纯度也是从实验室到工业生产的“扼咽之处”。

“导电橡胶、导电塑料、碳纳米管、石墨烯等都是可用作触觉传感器的材料。”宋爱国说，国内的材料质量、生产水平并不稳定，“石墨烯的生产应该还可以，但是用石墨烯制作传感器的技术还不成熟”。

为了获得高品质的材料，宋爱国实验室会自己用导电膏制作符合标准的导电橡胶。导电橡胶通过将玻璃镀银、铝镀银、银等众多导电颗粒均匀分布在硅橡胶中制成。挤压可以让导电颗粒相互连接，从而产生电流。分布越均匀，电流产生与压力的关系越有规律。

技术复杂，另一道坎

日渐复杂的技术也让国产产品落得越来越远。

一片巴掌大小的日本阵列式传感器售价10万元，并能保持严格的均一、稳定性。而国内产品多为一点式的，一般100元一个。

宋爱国介绍，日本阵列式传感器能在10厘米×10厘米大小的基质中分布100个敏感元件，由于衬底柔软，对不同方向力的计算以及力之间耦合干扰的消除使得敏感元件越多、相互之间的距离越短，越难做到准确地输出。日本在产业化方面较为领先，其他国家大多处于实验室阶段。

此外，每个敏感元件的受力维度也增加了技术的复杂性，施力有六个维度（X、Y、Z轴3个方向，以及对应的力矩方向），维度之间的耦合干扰如何消除也是需要在基础研究上发力的环节。“著名的波士顿动力翻跟头机器人用的仅是三维的触觉传感器。”宋爱国说。

有布局，但转化难推进

我国在触觉传感器的一种——多维力传感器的研究方面，很早就进行了布局。宋爱国介绍，1987年东南大学和中国科学院合肥机械智能研究所获得863重点专项的支持，研制六维力传感器。“静态精度已经达到误差率仅为1％—2％，和世界先进水平差不多。”宋爱国坦言，但是动态精度还需进一步攻关，动态耦合误差在5％—10％左右，“例如尚未达到有高速打磨任务的工业机器人的使用要求”。

但是，从成本上看，“目前的工业机器人平均造价是12万元左右，一个六维力传感器成本就要3万余元，目前的国内工业机器人市场还不具备规模化生产这一产品的条件。”宋爱国说。相较而言，美国ATI工业自动化公司的相关产品，成本已下降到每个2—3万元。

不可否认的是，在原创技术的追赶中，后来者必须绕过先行者的相关专利保护，除非找到明显更优解，否则很可能会因为绕过专利而提高技术达成的门槛，大多数时候，传说中的“变道超车”要靠运气。（记者 张佳星）

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