一周解一惑系列：如何實現(xiàn)機器人觸覺：電子皮膚與MEMS傳感器

本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告1相關(guān)研究1.美國逐步進入補庫階段，我國機電類產(chǎn)品化加速-2024/01/22潔、安全、高效能源新解-2024/01/08解，機器人或打開新場景-2024/01/02如何實現(xiàn)機器人觸覺：電子皮膚與MEMS傳感器本周關(guān)注：恒立液壓、徐工機械、中國船舶、東方精工、紐威數(shù)控電子皮膚是一種模仿自然皮膚功能的創(chuàng)新技術(shù)。它的核心在于使用先進的電子和材料科學技術(shù)來制造出能夠感知環(huán)境變化的靈敏表面。電子皮膚由基底層、傳感器層、電路和處理器、能源供應、接口及通信系統(tǒng)以及保護層組成?；讓拥撵`活性使得電子皮膚可以適應各種形狀和表面，傳感器層的高度靈敏度則為其提供了類似于人類皮膚的感覺能力。電子皮膚主要依賴于其獨特的材料和電子組件，以實現(xiàn)對不同類型的環(huán)境刺激（如壓力、溫度和濕度）的高度敏感和精確反應。電子皮膚的傳感器層感應到壓力或溫度或濕度的變化，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并被傳輸?shù)轿⑻幚砥骱碗娐废到y(tǒng)，通過算法進行處理和分析。電子皮膚的技術(shù)難點主要體現(xiàn)在材料的選擇以及提升耐久性：1）材料選擇：電子皮膚的材料不僅需要達到輕薄和柔軟的特性，還需要可拉伸并且對環(huán)境因素做出準確快速的響應。2）提升耐久性：由為了在一定時間內(nèi)準確檢測所需型號，需要確保電子系統(tǒng)能在一段時間內(nèi)穩(wěn)定運行。因此，延長電子皮膚材料的使用壽命便至關(guān)重要。柔性傳感器是觸覺傳感器的一個子集，在電子皮膚的應用中扮演著至關(guān)重要的角色：1）柔性傳感器由基底層、介電層、傳感器的接觸點以及傳感區(qū)組成。柔性傳感器的基底材料主要有聚合物基材以及紡織材料。2）柔性傳感器主要分為電阻式傳感器、電容式傳感器、壓電傳感器以及摩擦電型傳感器。電阻式傳感器適合于基礎(chǔ)的壓力映射和觸覺反饋系統(tǒng)，但在靈敏度和穩(wěn)定性方面相對較弱，且容易受到環(huán)境因素如溫度和濕度的影響；電容式傳感器以其高靈敏度、快速響應和高精度表現(xiàn)突出，非常適合于高精度的觸覺感測，但成本相對較高，且可能受到電磁干擾。3）柔性傳感器制造技術(shù)主要為印刷法：每種工藝都涉及某種印刷方法，包括使用導電油墨和基底形成不同的設(shè)計。除此之外還有絲網(wǎng)印刷、噴墨打印、激光剝離以及3D打印等制作技術(shù)。電子皮膚市場規(guī)模與行業(yè)情況：全球柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年上漲態(tài)勢，2022年全球柔性傳感器市場規(guī)模為19.31億美元，需求量為2.43萬個，均價為7.95美元/個。中國雖然相關(guān)落地產(chǎn)品多，但整體而言柔性傳感器還處于發(fā)展初期，在材料、技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈等方面都分別面臨著不小挑戰(zhàn)。中國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模增長速度較快，2022年中國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模為21.12億元，國產(chǎn)化率也在不斷提高。國內(nèi)典型企業(yè)：能斯達、鈦深科技、墨現(xiàn)科技、帕西尼。國外典型企業(yè)：GelSight、Canatu、Novasentis。柔性傳感器以其可彎曲和伸縮的特性而著稱：通常由柔性材料制成，能夠適應彎曲和扭曲的表面。在測量壓力、彎曲、伸展等物理變化方面表現(xiàn)出色，但大規(guī)模生產(chǎn)時可能面臨復雜的制造工藝和耐久性問題，同時性能穩(wěn)定性也是一個挑戰(zhàn)。MEMS傳感器以其小尺寸、高精度和低能耗而聞名：MEMS技術(shù)能夠集成各種傳感功能（如壓力、溫度、加速度等）到一個極小的芯片上，但其生產(chǎn)成本較高以及技術(shù)較復雜。在實際應用中，將這兩種傳感器結(jié)合使用，可以充分利用它們的優(yōu)勢，同時彌補各自的不足。投資建議：關(guān)注相關(guān)MEMS壓阻傳感器技術(shù)的華培動力、安培龍風險提示：機器人新產(chǎn)品研發(fā)及拓展不及預期的風險；機器人觸覺傳感器技術(shù)路線不確定的風險行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告21電子皮膚技術(shù)概述 31.1電子皮膚技術(shù)概述及關(guān)鍵特性 31.2電子皮膚主要組成結(jié)構(gòu) 41.3電子皮膚的工作原理 61.4電子皮膚相關(guān)專利 82電子皮膚技術(shù)難點 103電子皮膚傳感器單元：柔性傳感器 113.1柔性傳感器：以觸覺為例 113.2柔性傳感器結(jié)構(gòu)及材料 123.3柔性傳感器的分類 143.4柔性傳感器的制作技術(shù) 174相關(guān)公司和市場規(guī)模 194.1柔性市場規(guī)模 194.2國內(nèi)電子皮膚市場 204.3核心材料相關(guān)公司 235電子皮膚與MEMS壓力傳感器對比 245.1案例研究 245.2柔性傳感器與MEMS傳感器的比較 276風險提示 29插圖目錄 30表格目錄 30行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告31電子皮膚技術(shù)概述電子皮膚（E-skin）是一種模仿自然皮膚功能的創(chuàng)新技術(shù)。它的核心在于使用先進的電子和材料科學技術(shù)來制造出能夠感知環(huán)境變化的靈敏表面。電子皮膚結(jié)合了柔性電子、納米技術(shù)和智能材料，旨在模擬自然皮膚的觸覺、溫度和壓力感應等功能。這種技術(shù)在醫(yī)療監(jiān)測、先進的假肢設(shè)計、機器人技術(shù)和人機交互等領(lǐng)域顯示出巨大的應用潛力。圖1：生物皮膚與電子皮膚區(qū)別電子皮膚的關(guān)鍵特性分為：1)靈敏性：電子皮膚通過集成的微型傳感器陣列，能夠精準地感知和響應微小的壓力、溫度和觸覺變化。這些傳感器利用電阻、電容或其它電學特性的變化來檢測外部刺激，從而實現(xiàn)高靈敏度的感應。2)伸展性和柔韌性：為了模仿自然皮膚的伸展性，電子皮膚使用了特殊的柔性材料，如硅橡膠、聚合物或納米復合材料。這些材料能夠在拉伸、彎曲或扭曲時保持其電子特性和功能。3)自愈性：某些高級電子皮膚設(shè)計包括自愈功能，能夠在受到物理損傷后自動修復其結(jié)構(gòu)和功能。這通常通過使用特殊的化學成分或微膠囊技術(shù)實4)可穿戴性和透氣性：電子皮膚在設(shè)計上強調(diào)可穿戴性和對皮膚的透氣性，以確保長時間佩戴的舒適性。通過微孔設(shè)計和輕薄材料的使用，電子皮膚可以有效地允許空氣和水分通過，減少對皮膚的刺激。5)生物兼容性：在醫(yī)療應用中，電子皮膚的材料和設(shè)計必須確保與人體皮膚的兼容性，避免引起過敏反應或其他不良反應。這要求使用經(jīng)過認證的生物相容材料，并考慮到長期與皮膚接觸的影響。行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告4圖2：多種極端條件下自主愈合的電子皮膚材料電子皮膚（E-skin）是一種先進的技術(shù)，它模仿了人類皮膚的功能，能夠感知環(huán)境中的不同類型的刺激。這種技術(shù)在醫(yī)療、機器人和可穿戴設(shè)備領(lǐng)域顯示出巨大的潛力。下面是對電子皮膚主要組成結(jié)構(gòu)的詳細描述：表1:電子皮膚的主要組成結(jié)構(gòu)材料/技術(shù)功能/特點基底層傳感器層檢測壓力、溫度、濕度、化學物質(zhì)等，實現(xiàn)高靈敏度和微型電子電路和處理器能源供應接口和通信系統(tǒng)使電子皮膚可以與外部設(shè)備（如智能手機、計算機）進保護電子組件免受物理損傷、化學腐蝕和水分侵入，同持傳感器對外部環(huán)境的敏感性。電子皮膚的設(shè)計融合了先進的材料科學、微電子工程和傳感器技術(shù)，其目的是創(chuàng)造一種能夠靈敏感應環(huán)境變化并與之互動的智能界面?；讓拥撵`活性使得電子皮膚可以適應各種形狀和表面，而傳感器層的高度靈敏度則為其提供了類似于人類皮膚的感覺能力。電路和處理器的集成確保了數(shù)據(jù)的準確處理和傳輸，而能源供應系統(tǒng)則保證了設(shè)備的持久運行。最后，保護層的設(shè)計確保了設(shè)備在各種環(huán)境下的穩(wěn)定性和耐用性。這些元素共同構(gòu)成了電子皮膚的獨特功能和應用潛力，使其在健康監(jiān)測、機器人技術(shù)、智能可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告5圖3：不同結(jié)構(gòu)的電子皮膚結(jié)構(gòu)圖“Multi-parametere-skinbasedonbiomimeticmechanoreceptorsandstressfieldsensing”的研究報告中，說明了一種新型電子皮膚的設(shè)計，稱為生物仿真機械感受器（BiomimeticMechanoreceptors簡稱BMR，具有生物仿真、結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定以及基于應力場重建的多參數(shù)感知等特點。BMR采用三明治結(jié)構(gòu)，由"表皮"傳感陣列和"真皮"傳感陣列夾著的類膚變形層組成，模仿人體皮膚的結(jié)構(gòu)。變形層由彈性體制成。作為應力場的載體，一旦施加外部壓力，它很容易發(fā)生形變。傳感陣列包含壓力檢測單元，模仿麥氏體的結(jié)構(gòu)。它們對變形層頂部和底部的應力場分布進行采樣。通過重建和分析應力場，BMR可以精確測量三維力并區(qū)分不同硬度的物體，從而無需集成多個傳感器來直接測量相應的觸覺信號。由于應力場的變化只受外力影響，而不依賴于采樣位置，因此這種電子皮膚可以用簡單的方法制造，并很容易集成到曲面上，用于實際的觸覺任務。更重要的是，應力場傳感原理允許模塊化設(shè)計，即可以根據(jù)特定傳感需求更換BMR的各個部分，這使得BMR成為通用觸覺傳感的多功能可靠解決方案。圖4：BMR分層結(jié)構(gòu)的分解圖本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告6表皮和真皮傳感陣列包裹在機械變形層上。表皮和真皮傳感陣列具有相似的結(jié)構(gòu)。為確保穩(wěn)定的傳感性能，采用模板法制備的熱塑性聚氨酯/炭黑（TPU/CB）泡沫被切割成100um厚度，僅使用中心薄片作為傳感材料，該材料具有高靈敏度、約35ms的響應時間和穩(wěn)定的性能。通過激光直寫，在層壓傳感層和銅/PI層上蝕刻出了可拉伸蛇形互連（寬度為150um）和島橋結(jié)構(gòu)（1.5×1.5mmisland，間距為5mm）。這樣就得到了具有8×8個傳感單元的傳感層。圖5：BMR的制造程序示意圖電子皮膚（E-skin）的工作原理是通過模仿人類皮膚的感知能力來感應和響應外界刺激。這種高科技的皮膚主要依賴于其獨特的材料和電子組件，以實現(xiàn)對不同類型的環(huán)境刺激（如壓力、溫度和濕度）的高度敏感和精確反應。下面詳細介紹電子皮膚的工作原理：1）傳感器層的作用壓力感應：電子皮膚中的壓力傳感器是其核心部分之一。這些傳感器通常由壓電材料或電容式元件構(gòu)成，能夠在受到外部壓力時產(chǎn)生電信號。當物體接觸或施加壓力到電子皮膚上時，傳感器層的物理形態(tài)發(fā)生變化，導致電荷重新分布，進而產(chǎn)生電壓或電流變化。這些變化被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以量化接觸的強度和位置。溫度和濕度檢測：電子皮膚還集成了溫度和濕度傳感器。這些傳感器能夠檢測環(huán)境中的微小溫度和濕度變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號。例如，溫度傳感器可能基于熱電效應，而濕度傳感器則可能基于材料的電阻或電容隨濕度變化而變化的原理。2）信號處理本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告7信號轉(zhuǎn)換和分析：由傳感器層產(chǎn)生的電信號被傳輸?shù)轿⑻幚砥骱碗娐废到y(tǒng)。在這里，信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)，并通過算法進行處理和分析。這一過程可以包括放大信號、濾除噪聲、數(shù)據(jù)編碼和解碼等。響應和輸出：處理后的數(shù)據(jù)可以用于多種應用。例如，在健康監(jiān)測方面，電子皮膚可以通過分析皮膚的溫度和濕度來監(jiān)測健康狀況。在機器人技術(shù)中，電子皮膚可以提供精確的觸覺反饋，幫助機器人更精確地抓取和操縱物體。3）能源和通信能源管理：電子皮膚需要持續(xù)的能源供應來保持其功能。這通常通過嵌入式電池或能量收集系統(tǒng)（如太陽能或熱能轉(zhuǎn)換）實現(xiàn)，以維持長期運行。數(shù)據(jù)通信：電子皮膚還包含無線通信模塊，如藍牙或Wi-Fi，使其能夠?qū)⑹占吞幚淼臄?shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備，如智能手機或計算機。圖6：用于動作識別和皮膚力學檢測的電子皮膚示例圖圖7：特斯拉產(chǎn)品示例圖本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告8其中BMR的工作原理基于應力場重建。通過對變形層中的應力場進行采樣和分析，BMR能夠精確地測量三維力，并區(qū)分不同硬度的物體。這種方法的優(yōu)勢在于不需要集成多個不同的傳感器來直接測量相應的觸覺信號。圖8：BMR基于應力場傳感的3D力檢測BMR進行三維力測量的方法是通過分析變形層內(nèi)的壓力分布。首先，要通過分析表皮和真皮層的壓力分布來確定其重心位置，進而計算出一個3D力的偏差向量。這個向量的長度或模與力的大小和極角有關(guān)，而其方向則對應于方位角。使用自制的3D力測試設(shè)備和16×16讀出電路，BMR系統(tǒng)地研究了外力大小保持在5N時不同角度對壓力分布的影響。實驗中，極角范圍設(shè)定為40°~140°,方位角范圍為0°~90°。通過對頂部和底部壓力分布的分析，BMR能夠精確地測量和描繪出3D力的方向和大小。由于應力場的連續(xù)性，BMR能夠精確測量3D力，極角和方位角的偏差長度標準誤差控制在0.16毫米以內(nèi)，對于垂直力情況，精度最好可以達到0.07毫米。這種高靈敏度和精確度的測量方法使得BMR在高級觸覺反饋系統(tǒng)、機器人技術(shù)等領(lǐng)域具有重要的應用潛力。漢威科技（子公司能斯達蘇州能斯達電子科技為漢威科技控股子公司，漢威科技集團持股比例為37.73%。截至目前，能斯達共有138項專利，當前公司專利技術(shù)創(chuàng)新趨勢主要集中在材料制備及傳感器性能提升方面。柔性壓力傳感器相關(guān)專利或技術(shù)主要有以下幾類：行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告9表2:蘇州能斯達公司電子皮膚代表專利 類型專利名稱功能/特點相關(guān)圖片外觀設(shè)計/式傳感器三個獨立的拼接或貼附在一起的缺傳感器技術(shù)性能提升柔性壓力傳感器自動檢測標定裝置標定裝置。復合柔性微納傳感器柔性壓電薄膜制備方法材料制備福萊新材（全資子公司歐仁新材料浙江歐仁新材料共有專利82項。其中包括有多項傳感器方面的專利，分別是基于柔性壓敏元件的拉伸傳感器、一種柔性溫度傳感器及其制備方法、一種基于改性紙基的高靈敏度柔性壓力傳感器及其制備方法、熱/磁屏蔽復合結(jié)構(gòu)的柔性霍爾式力傳感器上專利。此外，在材料制備方面，有水性壓敏碳漿在制造和應用上的專利。圖9：熱/屏蔽復合結(jié)構(gòu)剖面圖行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告10圖10：柔性壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖申昊科技：公司自2018年起即開始關(guān)注電子皮膚，圍繞電子皮膚應用場景，公司布局包括遠距離的距離感知傳感器、近距離的位置感知（預接觸式）、觸碰接觸感知（觸碰式）、指尖力傳感、柔性電子皮膚等方向，相關(guān)項目尚在研發(fā)階段。當前以基于電容原理感知距離的預接觸式電子皮膚傳感器為主，實現(xiàn)了小批量生產(chǎn)試用。公司皮膚傳感器技術(shù)來源主要是自主研發(fā)和外部合作相結(jié)合。2電子皮膚技術(shù)難點下圖為電子皮膚大致制造流程圖：圖11：電子皮膚制作流程圖繪制基底準備階段涉及到材料的選擇，電子皮膚設(shè)計的材料不僅需要達到輕薄和柔軟的特性，還需要可拉伸并且對環(huán)境因素做出準確快速的響應。以下是電子皮膚材料的具體難點：首先，電子皮膚的可拉伸性能主要通過應變工程技術(shù)將不可拉伸的無機材料（如：金屬）附在彈性襯底上，金屬得以擴展。然而，這種技術(shù)制造方法復雜昂貴，并且能實現(xiàn)的拉伸性難以達到電子皮膚高拉伸性的要求。目前最常見的方法是在絕緣彈性基底中嵌入導電填料以形成導電復合材料，但在行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明穩(wěn)定性和小型化方面依然存在不足。圖12：導電復合材料制備過程和表征其次，提高電子皮膚材料在持續(xù)變形下的耐久性也是一大難點。為了在一定時間內(nèi)準確檢測所需型號，需要確保電子系統(tǒng)能在一段時間內(nèi)穩(wěn)定運行。因此，延長電子皮膚材料的使用壽命便至關(guān)重要。封裝也是電子皮膚制作過程的難點，其作用之一是保護電子元件免受物理和化學侵蝕，同時保持柔韌性和可伸縮性。不同的內(nèi)部功能材料對化學物質(zhì)、溫度等因素的敏感性不同。因此，根據(jù)內(nèi)部功能材料選擇封裝材料至關(guān)3電子皮膚傳感器單元：柔性傳感器電子皮膚的觸覺傳感器是一種模仿人類皮膚觸覺功能的高科技產(chǎn)品，它們能夠感知和響應多種物理刺激。這些傳感器的開發(fā)是為了增強機器人技術(shù)、假肢、可穿戴設(shè)備和其他智能設(shè)備的功能和互動性。在電子皮膚中，柔性傳感器的應用尤為關(guān)鍵。它們提供了必要的機械適應性，使電子皮膚能夠模擬真實皮膚的柔軟性和伸縮性。這種模擬不僅在觸覺反饋上更加逼真，而且大大增強了電子皮膚的舒適度和實用性，使其在醫(yī)療、機器人技術(shù)、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的應用更加廣泛柔性傳感器是觸覺傳感器的一個子集，是一類特殊的傳感器，在電子皮膚的應用中扮演著至關(guān)重要的角色，其顯著特點和重要性體現(xiàn)在以下幾個方面：行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告121）高度適應性：高度適應性是柔性傳感器的一個核心特點。這些傳感器因其能夠貼合各種形狀的表面而被廣泛應用，尤其是在模擬人體皮膚的應用中表現(xiàn)突出。這種適應性使柔性傳感器能夠在彎曲或伸展的狀態(tài)下仍然保持其功能性，從而在各種復雜環(huán)境中發(fā)揮作用。這一特性的實現(xiàn)，主要依賴于精心的設(shè)計和材料選擇。2）材料選擇：在材料選擇上，柔性傳感器通常采用聚合物、薄膜、納米材料和柔性電子元件等材料。這些材料的選擇關(guān)鍵在于它們能夠在保持電氣性能的同時進行彎曲和伸展，從而實現(xiàn)傳感器的柔性和功能性。這樣的材料組合不僅提高了傳感器的靈活性，還確保了其在各種應用中的高效性和可3）結(jié)構(gòu)設(shè)計：在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，為了進一步增強柔韌性和輕便性，柔性傳感器通常采用薄膜、織物或其他輕薄柔軟的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計使得傳感器不僅輕便，而且能夠提供足夠的彈性和柔軟性，從而使其能夠輕松貼合于不規(guī)則的表面，如人體皮膚。柔性傳感器是近年來電子技術(shù)領(lǐng)域的一項重要創(chuàng)新，并且柔性傳感器對于電子皮膚的成功實現(xiàn)至關(guān)重要。沒有它們，電子皮膚將無法有效地模擬真實皮膚的物理特性，限制了其在實際應用中的適用性和舒適度。隨著技術(shù)的發(fā)展，柔性傳感器的重要性只會增加，特別是在追求更加高級和逼真的電子皮膚系統(tǒng)時。柔性傳感器的結(jié)構(gòu)通常包含多層：從底部開始，第一層是傳感器的基底，使用的材料包括聚酰亞胺（PI）、聚酯（PET）、聚醚醚酮（PEEK）、紙張和可彎曲的玻璃等。第二層是介電層，使用了氧化鋁（Al2O3）、二氧化硅（SiO2）、聚乙烯醇（PVA）和聚偏二氟乙烯-四氟乙烯（PVDF-TFE）等材料。第三層是傳感器的接觸點，包括了金屬薄膜、氧化銦錫（ITO）、石墨烯、氮化鎵銦（EGaIn）和納米銀線（AgNWs）等材料，最頂層是傳感區(qū)。如下圖所示：行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告13圖13：導電復合材料制備過程和表征柔性傳感器的基底材料是構(gòu)建電子皮膚的基礎(chǔ)。它們不僅需要具備足夠的柔韌性以適應不同的彎曲和伸展，還必須保持耐用性，以承受反復的機械應力。此外，基底材料應具有良好的生物相容性和導電性，以便無縫地集成到電子皮膚的電路中。隨著材料科學和微加工技術(shù)的發(fā)展，柔性傳感器的結(jié)構(gòu)和材料選擇日益多樣化。新材料如石墨烯和導電高分子正在被研究以提高靈敏度和信號傳輸效率。同時，為了實現(xiàn)更好的模擬人類皮膚的觸覺反饋，研究人員也在致力于將溫度和濕度傳感功能集成到電子皮膚中。傳統(tǒng)的基底材料如硅膠和聚酰亞胺已經(jīng)被廣泛研究和使用，因其優(yōu)異的機械特性和化學穩(wěn)定性。硅膠提供了優(yōu)良的柔韌性和伸縮性，而聚酰亞胺則以其高溫穩(wěn)定性和電絕緣性著稱。除了這些傳統(tǒng)材料，最新研究還在探索使用生物降解材料，如聚乳酸和聚己內(nèi)酯，以提高環(huán)境可持續(xù)性并減少電子廢物。圖14：導電復合材料制備過程和表征以下是關(guān)于基底材料的詳細表格：行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告14表3:柔性傳感器的基材料詳細表格 材料類別材料名稱物理特性電子聚合物基材聚乙烯氯化物(PVC)良好的物理穩(wěn)定性，易加工聚吡咯(PPy)導電性好用于增強傳感器的電導性苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)高彈性和耐熱性提供良好的彈性和舒適感，適應皮膚伸縮聚偏二氟乙烯(PVDF)高耐熱性，良好的電氣特性適用于高溫環(huán)境硅橡膠優(yōu)異的柔韌性和耐熱性貼合皮膚，提供舒適感和耐溫性聚酯家族 隨著材料科學和微加工技術(shù)的發(fā)展，柔性傳感器的結(jié)構(gòu)和材料選擇日益多樣化。新材料如石墨烯和導電高分子正在被研究以提高靈敏度和信號傳輸效率。同時，為了實現(xiàn)更好的模擬人類皮膚的觸覺反饋，研究人員也在致力于將溫度和濕度傳感功能集成到電子皮膚中。柔性傳感器在電子皮膚（E-skin）中的應用是一個先進且迅速發(fā)展的領(lǐng)域。電子皮膚是一種模仿人類皮膚功能的電子設(shè)備，其目的是為了提高機器人的觸覺感知和人體的醫(yī)療監(jiān)測能力。柔性傳感器在此中扮演著關(guān)鍵角色，其分類和應用如下：柔性壓力傳感器按照傳感原理主要分為：電容型,電阻型,壓電型,摩擦電型,這些傳感器通常由兩層柔性電極和中間的功能軟材料構(gòu)成.以下對這幾種傳感原理做詳細介紹。圖15：不同形式的壓力傳感器傳感原理示意圖行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告151）柔性傳感器的分類表4:柔性傳感器的分類 傳感器類型工作原理優(yōu)勢局限通過材料在受到壓力、拉伸或彎曲時電阻值的變化來檢測力靈敏度和穩(wěn)定性可能較觸覺反饋、壓力映射、形狀變化檢測。通過測量兩導電層之間的電容通過測量兩導電層之間的電容變化來感測壓力、彎曲或其他形態(tài)變化。細微壓力變化檢測、觸覺成壓電傳感器利用材料的壓電特性進行感振動和沖擊力監(jiān)測、動態(tài)壓材料選擇和耐久性是挑材料選擇和耐久性是挑通過兩種不同材料的接觸和分觸覺反饋、能量收集、運動摩擦電型傳感器在電子皮膚的發(fā)展中，不同類型的柔性傳感器如電阻式、電容式、壓電式和摩擦電型傳感器各具特點，適用于不同的應用場景。電阻式傳感器以其簡單的結(jié)構(gòu)和低成本著稱，非常適合于基礎(chǔ)的壓力映射和觸覺反饋系統(tǒng)，但它們在靈敏度和穩(wěn)定性方面相對較弱，且容易受到環(huán)境因素如溫度和濕度的影響。相比之下，電容式傳感器以其高靈敏度、快速響應和高精度表現(xiàn)突出，非常適合于高精度的觸覺感測，如細微的紋理和形狀識別，但這種傳感器的成本相對較高，且可能受到電磁干擾。而柔性壓阻式壓力傳感器因其出色的柔韌性、可伸展性以及高導電性，正在展現(xiàn)巨大的潛力。這些導電聚合物如PEDOT:PSS、聚吡咯（PPy）、聚苯胺（PANI）等，其導電性主要來源于離子和電子傳導結(jié)合的特性，使得它們在制造柔性壓阻式壓力傳感器時特別有吸引力。由于這種傳導方式能夠降低材料的阻抗，這些材料在同時響應溫度和壓力刺激方面表現(xiàn)出了高度的靈敏度和優(yōu)異的性能，且可以微調(diào)以實現(xiàn)雙參數(shù)傳感而不互相干擾。2）柔性壓阻傳感器在電子皮膚中觸覺系統(tǒng)的實際應用：在HaotianChen及其團隊的研究項目中，他們開發(fā)了一種新型的電子皮膚（E-skin這種皮膚的設(shè)計靈感來源于人類指尖的復雜結(jié)構(gòu)。這項研究成果發(fā)表在《NanoEnergy》雜志上，題為《Fingertip-inspiredelectronicskinbasedontriboelectricslidingsensingandporouspiezoresistivepressuredetection》。這種電子皮膚獨特地結(jié)合了兩種感測機制：摩擦電效應和壓阻效應，能夠同時檢測橫向滑動和垂直壓力。電子皮膚由三層結(jié)構(gòu)組成，每層都模仿了人類手指的不同部分。頂層是雙螺旋碳納米管-聚二甲基硅氧烷（CNT-PDMS）電極，模仿人類的指紋，用于檢測滑動運動。這一層利用摩擦電效應生成交流電壓，電壓的頻率和峰值數(shù)量可以反行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告16映被觸摸表面的粗糙度。這種機制類似于人類皮膚的快速適應（FastAdapting,FA）功能，能夠?qū)焖僮兓挠|覺刺激作出反應。圖16：基本結(jié)構(gòu)示意圖電子皮膚的底層由多孔CNT-PDMS構(gòu)成，這一層模仿人類的真皮層，主要用于壓力感測。它采用的是壓阻效應，即在壓力作用下材料的電阻發(fā)生變化。這一層的設(shè)計模仿了人類皮膚的慢速適應（SlowAdapting,SA）機制，適用于持續(xù)壓力的檢測。通過控制CNT的含量和CNT-PDMS的多孔性，可以調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度，以適應不同的應用需求。為了防止這兩種感測機制相互干擾，研究團隊在兩個功能層之間加入了一層純PDMS，起到隔離的作用，同時模擬人類皮膚的表皮結(jié)構(gòu)。圖17：TENG的工作原理如圖行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告17柔性傳感器制造技術(shù)主要為印刷法。每種工藝都涉及某種印刷方法，包括使用導電油墨和基底形成不同的設(shè)計。除了下面提到的印刷技術(shù)外，還有一些其他技術(shù)可歸類為接觸式和非接觸式印刷技術(shù)。所有這些技術(shù)的優(yōu)點包括制造成本低、生產(chǎn)速度快。以下是詳細介紹的幾種主要的柔性傳感器制作技術(shù)：1）絲網(wǎng)印刷絲網(wǎng)印刷是一種古老的技術(shù)，以其在不同類型基材上的易定制性、操作簡便、高質(zhì)量印刷、圖案的高耐用性和墨水的高動態(tài)性而著稱。例如，利用這種技術(shù)在紙基上印刷石墨烯納米片，制作用于低成本射頻識別和感應應用的偶極天線。這些設(shè)備小巧、結(jié)構(gòu)簡單，具有較高的電導率。另一項研究使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在PET基材上印刷銀墨水，制作應變傳感器，這些傳感器對于分析動態(tài)特性表現(xiàn)出卓越的應變感應結(jié)果和高穩(wěn)定性。圖18：銀墨/PET基應變傳感器絲網(wǎng)印刷工藝示意圖圖19：PET基板上MWCNT/PDMS印刷壓阻結(jié)構(gòu)示意圖本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告182）噴墨打印噴墨打印是另一種廣泛用于開發(fā)高效柔性傳感器的印刷過程。其優(yōu)勢包括低制造成本、易于定制、無需專業(yè)知識、無需預熱時間以及高質(zhì)量的印刷圖案。例如，利用噴墨打印技術(shù)在Kapton薄膜上制造基于石墨烯的場效應晶體管（FET）生物傳感器。這些傳感器在不同濃度的生物制劑中呈現(xiàn)出線圖20：基于PEDOT：PSS/FeCl3的氨氣傳感器的制造工藝示意圖圖21：基于石墨烯的FET生物傳感器的制造過程圖解3）激光剝離激光剝離或激光誘導是發(fā)展柔性傳感器的第三種流行技術(shù)，包括使用不同類型的激光處理前驅(qū)聚合物材料。這些激光的類型根據(jù)傳感應用所需電極的特性而變化。例如，利用激光剝離技術(shù)從商用聚酰亞胺薄膜制造LIG基鹽度傳感器，用于檢測不同天然水體中的鹽分濃度。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告19圖22：使用激光燒蝕技術(shù)制備可拉伸碳納米復合材料的過程4）3D打印3D打印是一種新興的制造技術(shù)，以其高定制性、最小化電子廢物、易于訪問和輕質(zhì)部件等獨特優(yōu)勢而受到關(guān)注。3D打印技術(shù)還用于開發(fā)用于軟體機器人的高度各向異性和柔性傳感器，顯示出對于開發(fā)高度可定制和多功能的3D打印傳感器系統(tǒng)的巨大潛力。圖23：RAT傳感器的逐步制造過程示意圖4相關(guān)公司和市場規(guī)模全球柔性電子市場按組件劃分可分為柔性顯示器、柔性電池、柔性傳感器、柔性存儲器和柔性光伏。行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告20對電子皮膚作為替代皮膚的需求不斷增長，加上3D打印和人工智能，引起了人們對健康監(jiān)測、藥物輸送和治療用途領(lǐng)域的興趣，市場參與者增加對研究和開發(fā)的投資，預計將支持2021年至2030年市場收入增長。但復雜的設(shè)計、材料退化和高制造成本的電子皮膚是預計在預測期內(nèi)阻礙電子皮膚市場增長的關(guān)鍵因2019年全球柔性電子市場價值為236.4億美元，預計到2027年將達到424.8億美元，從2020年到2027年的復合年增長率為7.4%。新型冠狀病毒疫情的出現(xiàn)對柔性電子產(chǎn)品市場的醫(yī)療保健領(lǐng)域產(chǎn)生了積極影響。受人們對智能產(chǎn)品需求增加的影響，柔性傳感器在消費電子領(lǐng)域所占份額增長，全球行業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年上漲態(tài)勢。據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，2022年全球柔性傳感器市場規(guī)模為19.31億美元，需求量為2.43萬個，均價為7.95美元/個。圖24：全球柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模據(jù)中國傳動網(wǎng)信息，目前國內(nèi)大概有超過4000家企業(yè)擁有柔性傳感器的產(chǎn)品和專利技術(shù)。雖然落地產(chǎn)品多，但整體而言柔性傳感器還處于發(fā)展初期，在材料、技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈等方面都分別面臨著不小挑戰(zhàn)。柔性傳感器產(chǎn)業(yè)鏈下游應用主要為醫(yī)藥領(lǐng)域及消費電子，兩者占據(jù)了絕大數(shù)的市場份額，據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)顯示，2022年中國柔性傳感器產(chǎn)業(yè)鏈下游占比中，醫(yī)藥領(lǐng)域占比為40.05%，消費電子領(lǐng)域占比為36.22%，其他應用領(lǐng)域占比為23.73%。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告21圖25：柔性傳感器產(chǎn)業(yè)鏈下游應用領(lǐng)域分布占比情況中國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模增長速度較快。2022年中國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模為21.12億元，其中，市場主要分布在中南（34.66%）、華東地區(qū)（27.79%）、華北（19.84%）。中國柔性傳感器市場需求巨大，2022年中國柔性傳感器需求量為4923.1萬個，產(chǎn)量為1634個，國產(chǎn)化率也在逐步提高，2022年中國柔性傳感器國產(chǎn)化率為32.50%。圖26：中國柔性傳感器行業(yè)市場主要區(qū)域分布柔性傳感器國產(chǎn)化率的不斷提高與國內(nèi)典型企業(yè)的的高研發(fā)投入、產(chǎn)品線增加存在很大聯(lián)系。漢威科技目前已建立了穩(wěn)定的納米敏感材料體系，掌握了柔性壓阻、柔性壓電、柔性溫濕度、柔性電容四大核心技術(shù)，確立了柔性壓力傳感器、柔性壓電傳感器、柔性織物、柔性應變傳感器、柔性溫濕度傳感器、柔性熱敏傳感器、柔性電容傳感器七大產(chǎn)品系列，擁有百余項核心專利，擁有一條年產(chǎn)1000萬支柔性傳感器的超凈印刷線和組裝線。公司致力于成為柔性感知產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)航者，專注于行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告22國內(nèi)機器人、汽國內(nèi)機器人、汽柔性智能感知解決方案，全力打造“柔性+”生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)公司年報顯示，2022年傳感器業(yè)務收入為2.725億元。漢威科技2023年半年報顯示，報告期內(nèi)，蘇州能斯達訂單金額不斷增加，應用領(lǐng)域不斷拓展，柔性微納傳感器目前已在智能機器人領(lǐng)域有明確的應用，并與小米科技、九號科技、深圳科易機器人等積極開展業(yè)務合作，后續(xù)發(fā)展空間廣闊。表5:主要柔性傳感器產(chǎn)品介紹柔性壓力溫度一體化傳感器壓力和溫度響應速度快；靈敏度高、檢測范圍寬；人機交互和消費電子、工業(yè)、醫(yī)療等薄膜分布式壓鈦深科技墨現(xiàn)科技FLX系列薄膜壓力傳感器機器人、醫(yī)療檢測、智能睡眠、電機產(chǎn)線、物流倉儲、醫(yī)療康養(yǎng)、工業(yè)制造、商業(yè)服務等多維觸覺傳感器國外精準：提供毫米級的三維表面數(shù)據(jù)；國外精準：提供毫米級的三維表面數(shù)據(jù)；觸覺傳感器"維成像與建模、添加劑制造業(yè)等提供自然的觸覺；AR/VR、可穿戴設(shè)備、運動訓練、器，人機交行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告23聚酯切片聚酰亞胺(PI)、聚酯(PET)、聚乙烯柔性基底聚酯切片聚酰亞胺(PI)、聚酯(PET)、聚乙烯柔性基底基于柔性傳感器特性和使用需求，其常用材料包括柔性基底、碳材料、無機半導體材料。表6:柔性傳感器常用材料及供應商瑞華泰聚酰亞胺薄膜瑞華泰桐昆股份桐昆股份天奈科技天奈科技 碳材料碳納米管、石墨烯方大碳素超細石墨粉 無機半導體材料ZnO、ZnS行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告245電子皮膚與MEMS壓力傳感器對比帕西尼是一家擁有前沿觸覺核心及自動化技術(shù)的公司，致力于打造感知更加智能的機器人系統(tǒng)，提升人機交互體驗，并在新興領(lǐng)域探索創(chuàng)新，為客戶和社會帶來更先進、智能的科技應用。延續(xù)優(yōu)秀的研發(fā)資質(zhì)，公司擁有行業(yè)一流的機器人產(chǎn)品及方案，包含多維度觸覺傳感器PX-6AX、消費級觸覺傳感器PX-3A、觸覺靈巧手DexH5以及人形機器人Tora，為智能制造、康養(yǎng)醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)、消費電子等領(lǐng)域客戶提供行業(yè)領(lǐng)先機器人產(chǎn)品和解決方案。DexH5是一款多自由度機器人手與觸覺傳感器完美集成的產(chǎn)品。借助數(shù)百個觸覺傳感單元和人工智能算法，DexH5可以像人手一樣自主實現(xiàn)各類常見操作。豐富的觸覺數(shù)據(jù)可以為細分領(lǐng)域帶來革命性的突破。圖27：帕西尼DexH5產(chǎn)品示意圖在傳統(tǒng)三維/六維力檢測的基礎(chǔ)上，安裝在PX-6AX上的柔性傳感陣列能額外為機器人提供滑動、摩擦、紋理、溫度等額外信息，使得機器人能在更豐富多元的場景下完美感知，完成復雜的自適應動作。PX-6AX由日本早稻田大學機器人實驗室出身的帕西尼感知科技團隊開發(fā)，可廣泛應用于智能制造、康復醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)和消費電子等多個領(lǐng)域。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告25圖28：帕西尼D、PX-6AX產(chǎn)品示意圖PX-6AX是一款創(chuàng)新的高端觸覺傳感器，此傳感器專為捕捉亞毫米級的微小形變而設(shè)計，使機器人及自動化設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)近似人類的觸覺感知能力。帕西尼觸覺傳感器PXChip目前包含三個關(guān)鍵模塊，分別為獨自開發(fā)的磁場傳感電路軟板及彈性復合材料以及首款PXDb觸覺數(shù)據(jù)庫。通過感受物理表面特征，帕西尼感知科技的觸覺傳感器具備柔軟度、摩擦力、質(zhì)地、熱導量、表面黏性五大感知維度，精準度可以達到0.01N~19N，響應速度為0.1ms。觸覺分辨率逼近人類皮膚感知的極限1.2mm（人類皮膚最多能夠分辨1mm的物體間距）。PX-6AX采用了先進的柔性傳感陣列，能夠提供多維的觸覺信息，包括滑動、摩擦、紋理和溫度等，超越傳統(tǒng)的三維或六維力檢測技術(shù)。它的關(guān)鍵特點如下：1.亞毫米級形變感知能力：PX-6AX能捕捉到微小至亞毫米級別的形變，為機器人提供了極其細致的觸覺反饋。2.多維觸覺數(shù)據(jù)提供：通過其柔性傳感陣列，PX-6AX能提供包括滑動、摩擦、紋理、溫度等多維觸覺信息。這些信息遠超傳統(tǒng)三維或六維力檢測技3.先進的壓阻式傳感器：采用壓阻效應，這種傳感器可以將機械應力轉(zhuǎn)換成可量化的電信號，增強了其感知外部環(huán)境的能力。4.自研AI算法和觸摸反饋：PX-6AX搭載的AI算法能夠通過觸摸區(qū)分不同的形狀和材質(zhì)，提供精準的感知。5.高級感知模塊：通過自研AI算法和觸摸反饋，能區(qū)分不同形狀和材質(zhì)，擁有廣泛的觸感數(shù)據(jù)庫。且通過磁場傳感電路軟板、彈性復合材料和PXDb觸覺數(shù)據(jù)庫的結(jié)合，提升了傳感器在各種物理表面特征上的感知能力。能測量包括壓覺、力覺、滑覺在內(nèi)的多達15種物理量，精度高達0.01N。6.精確度與響應速度：PX-6AX的精確度范圍在0.01N至19N之間，響應速度快至0.1ms，保證了即時和精準的反饋。7.靈活的配置與部署：支持輸出單向/三軸受力情況，可適用于單體或本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告26多體陣列式部署，最高采樣頻率可達1000Hz。XELARobotics是日本早稻田大學的子公司，公司主要提供可應用于人形機器人靈巧手的三維觸覺傳感器和電子皮膚，擁有從觸覺傳感器→靈巧手本體→軟件與算法于一體的解決方案。主要產(chǎn)品包括軟性接觸傳感器、矩陣式三軸觸覺傳感器等，廣泛應用于人工智能、消費電子、工業(yè)電子等領(lǐng)域。公司開發(fā)的uSkin系列觸覺傳感器是一種高密度的三軸觸覺傳感器，采用薄、柔軟、耐用的包裝，并且布線最少，使機器人能夠感知和理解物體的形狀、質(zhì)地、溫度等信息。圖29：uSCueALHA觸覺傳感器產(chǎn)品示意圖uSCueALHA觸覺傳感器是一個彎曲的三軸觸覺傳感器模塊，每個單獨的傳感器測量三軸力。每個模塊中包含30個傳感器陣列，傳感器尺寸為39.3x31.4x28.9mm。將傳感器與控制器或接口連接時，只需要使用7根導線。uSkin傳感器每個模塊包括多個傳感器，每個傳感器都能夠測量三軸力，不僅限于垂直力。uSkin4x4是最普遍的型號之一，包含16個獨立的感知點，這些感知點模擬操縱桿，測量X、Y和Z軸的力。圖30：uSkin測量三軸力原理示意圖行業(yè)專題研究/機械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告27uSkin傳感器特點如下：1.響應速度：uSkin已經(jīng)提供數(shù)字輸出。只需要少量細線來收集測量數(shù)據(jù)，無需額外的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。從而提供更快、更準確的測量結(jié)果，同時減少電磁噪音和干擾。2.精確度：具有0.1克力（gf）的高靈敏度閾值，使傳感器能夠檢測到極輕微的觸碰，適用于需要精確力量測量的應用。3.柔韌性：uSkin的柔軟性還確保傳感器對過載具有高度的韌性，使其非常耐用4.校準精確：XELARobotics提供兩種校準選項，都使原始測量值被轉(zhuǎn)換為牛頓的力量測量值。一種方案為uSkin傳感器都使用XELA的通用參數(shù)進行校準。另一種為每個感知點都被單獨校準。感知點之間的輕微差異被平衡，以確保更均勻的響應。這種類型的校準提高了傳感器的精度，從而實現(xiàn)更詳細的數(shù)據(jù)收集。5.磁場干擾補償：uSkin的專利技術(shù)通過使用參考測量，消除傳感器附近磁場的干擾。柔性傳感器和MEMS傳感器是兩種在現(xiàn)代技術(shù)應用中極為重要的傳感器類型。它們各自具有獨特的特點和優(yōu)勢，適用于不同的應用場景。在電子皮膚（e-skin）的開發(fā)中，柔性傳感器和MEMS傳感器各自擁有不同的技術(shù)特點和應用優(yōu)勢，同時也面臨著各自的挑戰(zhàn)和限制?；咎匦匀缦拢?.柔性傳感器：柔性傳感器以其可彎曲和伸縮的特性而著稱。這些傳感器通常由柔性材料（如聚合物、紙、或織物）制成，能夠適應彎曲和扭曲的表面。柔性傳感器在測量壓力、彎曲、伸展等物理變化方面表現(xiàn)出色。2.MEMS傳感器：MEMS傳感器是利用微型化機械和電子元件制成的小型傳感器。這些傳感器以其小尺寸、高精度和低能耗而聞名。MEMS技術(shù)能夠集成各種傳感功能（如壓力、溫度、加速度等）到一個極小的芯片上。在電子皮膚的制造中，柔性傳感器因其出色的適應性和柔韌性被廣泛使用。它們能夠模仿人類皮膚的特性，如伸縮性和柔軟性，從而在緊貼人體或機器人表面的應用中表現(xiàn)出色。這種傳感器在制造健康監(jiān)測設(shè)備、智能假肢或觸覺增強型穿戴設(shè)備時尤為重要。然而，柔性傳感器在技術(shù)上仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如，雖然材料成本相對較低，但它們在大規(guī)模生產(chǎn)時可能面臨復雜的制造工藝和耐久性問題。此外，柔性傳感本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明證券研究報告28器在極端環(huán)境下（如高溫或高濕）的性能穩(wěn)定性也是一個挑戰(zhàn)。MEMS傳感器在電子皮膚中的主要優(yōu)勢在于其小型化、低功耗、高精度等能力。這些傳感器可以在極小的空間內(nèi)提供多種感測功能，如壓力、溫度和濕度測量，使它們在需要精確監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集的應用中非常有價值。MEMS傳感器在小型化醫(yī)療設(shè)備和精密機器人技術(shù)中的應用尤為突出。但是，MEMS傳感器的主要挑戰(zhàn)在于較高的生產(chǎn)成本和技術(shù)復雜性。它們的設(shè)計和制造過程通常需要精密的工程技術(shù)和高級的制造設(shè)施。此外，MEMS傳感器可能對外部物理沖擊較為敏感，這在某些應用中可能是一個限制因素。在電子皮膚的應用中，柔性傳感器和MEMS傳感器各有千秋。柔性傳感器更適合于需要高度柔韌和可穿戴性的場合，而MEMS傳感器則在需要精確數(shù)據(jù)和多功能性的高端應用中更為理想。在實際應用中，將這兩種傳感器結(jié)合使用，可以充分利用它們的優(yōu)勢，同時彌補各自的不足。例如，一個綜合的電子皮膚系統(tǒng)可能包含柔性傳感器以提供舒適的穿戴體驗和基本的感覺功能，同時利用MEMS傳感器來提供精確的監(jiān)測和復雜的數(shù)據(jù)處理能力。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明