ROBOT INDUSTRY
隨著蛇年春晚上人形機(jī)器人大熱，機(jī)器人技術(shù)被輿論和資本的狂潮掀舉到前所未有的高度，相關(guān)配套技術(shù)與產(chǎn)業(yè)也相繼闖入人們的視野。如同人的神經(jīng)末梢，電子皮膚是機(jī)器人向類人化進(jìn)步的重要武裝，決定著機(jī)器人是否能夠勝任人類生活中眾多精細(xì)操作型的任務(wù)。
深圳作為全球科技創(chuàng)新與智能制造標(biāo)桿城市，以國(guó)際化合作網(wǎng)絡(luò)、全球級(jí)物流樞紐和全鏈條產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)筑核心優(yōu)勢(shì)，為企業(yè)的全球化戰(zhàn)略注入強(qiáng)勁動(dòng)力。
可以感知病人體表溫度和濕度的醫(yī)療護(hù)理機(jī)器人在醫(yī)院普及，能夠精細(xì)修型、打磨的機(jī)器人成為修文物節(jié)目的常駐嘉賓……這些或許都是未來機(jī)器人走入生活的縮影。當(dāng)下，人機(jī)交互技術(shù)行至半途，復(fù)雜環(huán)境深度感知能力成為機(jī)器人邁向未來的關(guān)鍵卡點(diǎn)。
傳統(tǒng)觸覺傳感器是離散、塊狀的剛性結(jié)構(gòu)，往往是非連續(xù)地覆蓋在機(jī)器人凹凸不平的本體表面，存在感觸盲區(qū)，而且很難實(shí)現(xiàn)多種參量的融合感知。在彎曲和拉伸的情況下，容易出現(xiàn)一致性降低的狀況，甚至是電路故障和信號(hào)中斷。此外，機(jī)器人和接觸面“硬碰硬”時(shí)，容易損壞觸覺傳感器，從而造成經(jīng)濟(jì)損失。如果精密的傳感設(shè)備像人的皮膚一樣覆蓋在體表，機(jī)器人感知周圍環(huán)境的綜合能力和經(jīng)濟(jì)效益都將大幅提升。
2025年1月，備受全球電子科技產(chǎn)業(yè)矚目的國(guó)際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì)（CES 2025）在美國(guó)拉斯維加斯開幕，來自全球各地的參展者在現(xiàn)場(chǎng)觸摸了途見科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“途見科技”）自主開發(fā)的可拉伸多模態(tài)柔性電子皮膚，為它的柔軟和真實(shí)所驚訝。展臺(tái)上，途見科技與合作伙伴深圳兆威機(jī)電股份有限公司共同開發(fā)的高自由度觸覺感知靈巧手，向機(jī)器人行業(yè)內(nèi)外人士展示了電子皮膚落地應(yīng)用的生動(dòng)實(shí)踐。
圖1 搭載電子皮膚的五指靈巧手
這兩家企業(yè)都在我國(guó)創(chuàng)新之城——深圳落地扎根。在電子皮膚等機(jī)器人產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的前夜，深圳設(shè)立百億AI和機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基金，鼓勵(lì)優(yōu)質(zhì)中小企業(yè)煥發(fā)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，持續(xù)加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人關(guān)鍵組件的扶持力度，結(jié)合FAIR plus 2025等國(guó)際展會(huì)的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，多家具身智能及配套技術(shù)企業(yè)嶄露頭角，科技創(chuàng)新和智能制造越來越成為深圳提振經(jīng)濟(jì)的新質(zhì)引擎。
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電子皮膚填補(bǔ)具身智能產(chǎn)業(yè)最后一塊拼圖
電子皮膚是一種可模擬人類皮膚感知能力且具備柔性延展性的薄膜系統(tǒng)，可用于智能機(jī)器人手指、手臂等部位，賦予機(jī)器人復(fù)雜的觸覺感知能力和精準(zhǔn)的抓握控制，實(shí)現(xiàn)智能人機(jī)交互和機(jī)器與環(huán)境交互。
依賴敏感材料的創(chuàng)新、傳感器集成技術(shù)的發(fā)展、柔性電子技術(shù)的研發(fā)和智能算法的應(yīng)用，電子皮膚技術(shù)融合了材料科學(xué)、微電子和生物醫(yī)學(xué)三大學(xué)科，能實(shí)現(xiàn)或超越人類皮膚的傳感功能。
工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的仿生三維電子皮膚，其壓力分辨率達(dá)0.1mm，可精準(zhǔn)識(shí)別產(chǎn)品表面微裂紋或裝配壓力偏差，已應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)場(chǎng)景，較傳統(tǒng)人工抽檢效率提升90%；特種裝備領(lǐng)域，清源創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的TENG-gel電子貼片，集成溫度/應(yīng)力雙重監(jiān)測(cè)功能，可嵌入消防服實(shí)時(shí)感知火場(chǎng)熱輻射強(qiáng)度與裝備結(jié)構(gòu)形變，當(dāng)溫度超過閾值時(shí)通過電信號(hào)預(yù)警，已在模擬火災(zāi)測(cè)試中實(shí)現(xiàn)96%的報(bào)警準(zhǔn)確率；智慧醫(yī)療領(lǐng)域，南科大團(tuán)隊(duì)開發(fā)的柔性觸覺系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)創(chuàng)面愈合情況，為醫(yī)生提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，助力傷口管理，還可用于假肢感知增強(qiáng)，使殘疾人能更真實(shí)地感受到外界刺激，提高生活質(zhì)量。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，電子皮膚正為人們的生活帶來更多便利和福祉。
然而，電子皮膚仍是工業(yè)界的新事物，大多停留在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，市面上相關(guān)產(chǎn)品難得一見。途見科技為國(guó)內(nèi)首批掌握電子皮膚核心技術(shù)，并將電子皮膚投入工業(yè)應(yīng)用落地的公司，推出一系列已轉(zhuǎn)化或待轉(zhuǎn)化的科技成果，填補(bǔ)我國(guó)柔性傳感領(lǐng)域的技術(shù)空白和產(chǎn)業(yè)空白。
圖2 電子皮膚助力人機(jī)觸覺交互
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電子皮膚將迎來“iPhone時(shí)刻”
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年，中國(guó)機(jī)器人靈巧手市場(chǎng)銷量約為0.57萬只，而到2030年，這一數(shù)字有望突破34萬只，全球機(jī)器人靈巧手市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到30.35億美元。這無疑為電子皮膚提供了廣大的應(yīng)用空間。
為提高電子皮膚與靈巧手產(chǎn)品的適配程度，途見科技創(chuàng)始人賴建誠(chéng)告訴記者，公司研制的柔性電子皮膚追求極致的靈敏度與精度，檢測(cè)最小觸覺信號(hào)可達(dá)1mN級(jí)，觸覺感知的空間分辨率可達(dá)亞毫米級(jí)（<0.5 mm），相比傳統(tǒng)硅基傳感器可更精準(zhǔn)地識(shí)別更精細(xì)的觸覺信息。同時(shí)，途見科技研制的電子皮膚具有相當(dāng)高的可靠性和穩(wěn)定性，采用高耐久性柔性導(dǎo)電材料，可適應(yīng)百萬次彎折、拉伸和變形；利用高信噪比信號(hào)處理算法，可有效抑制溫度漂移和材料老化，保持長(zhǎng)期可靠的觸覺感知能力。由于柔性電子皮膚能夠適應(yīng)不規(guī)則表面，實(shí)現(xiàn)大面積、可定制化貼覆，相比傳統(tǒng)單點(diǎn)或局部觸覺傳感器，能更全面地覆蓋機(jī)器人或智能設(shè)備表面。
圖3 柔性可拉伸電子皮膚
應(yīng)用市場(chǎng)的風(fēng)向往往能啟發(fā)技術(shù)的演變。得益于人形具身智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，賴建誠(chéng)預(yù)計(jì)電子皮膚技術(shù)將向多模態(tài)信息融合、高精度觸覺反饋，以及高適配性和耐用性等方位升級(jí)。鑒于此，途見科技將不斷進(jìn)行技術(shù)迭代，拓展感知維度，開發(fā)震動(dòng)、溫度、質(zhì)地感知等功能。結(jié)合AI信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互反饋的細(xì)致入微。更新低功耗、無線化設(shè)計(jì)，甚至構(gòu)建自我修復(fù)功能，提高電子皮膚在母設(shè)備中的適用性和可持續(xù)性。
隨著具身智能產(chǎn)業(yè)形態(tài)躍升，不僅服務(wù)機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人，人形機(jī)器人、新能源智能座艙、可穿戴外骨骼機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)也將成為柔性傳感技術(shù)的重要應(yīng)用陣地，輔助產(chǎn)品衍生出新型競(jìng)爭(zhēng)力，將智能惠及到生活的方方面面。賴建誠(chéng)表示，團(tuán)隊(duì)將柔性傳感技術(shù)應(yīng)用輻射至多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，已構(gòu)建成熟的電子皮膚觸覺感知系統(tǒng)、靈巧手及機(jī)器人整機(jī)觸覺感知系統(tǒng)、智能交互手套觸覺感知系統(tǒng)、智能座艙空間人機(jī)交互感知系統(tǒng)等產(chǎn)品體系，為迎接電子皮膚“iPhone時(shí)刻”做好準(zhǔn)備。
圖4 靈敏絲滑的電子皮膚觸感體驗(yàn)
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駐扎于智能制造產(chǎn)業(yè)鏈高地
作為中國(guó)電子皮膚產(chǎn)業(yè)的重要聚集地，深圳已形成涵蓋上游材料、中游制造及下游應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈。例如，深圳瑞華泰薄膜科技股份有限公司是全球高性能聚酰亞胺（PI）薄膜專業(yè)制造商，生產(chǎn)的耐原子氧PI薄膜具有極佳耐候性、介電性和柔韌性，廣泛用作機(jī)器人柔性傳感的基底材料。受益于深圳傳感器產(chǎn)業(yè)集群的壯大發(fā)展，中游封裝廠和下游需求商星羅棋布，既滿足高集成度電子皮膚的制造需求，又為終端市場(chǎng)提供了更快的產(chǎn)品落地路徑,充分展現(xiàn)了深圳從材料研發(fā)到終端落地的協(xié)同優(yōu)勢(shì)。
深圳具備供應(yīng)鏈高度集成的優(yōu)勢(shì)，可大幅縮短技術(shù)產(chǎn)品化周期。在深圳，代工廠可在2周內(nèi)完成柔性電子元件的原型試制，相比其他城市可節(jié)約30%~50%的時(shí)間成本，柔性傳感器封裝測(cè)試廠同樣效率頗高，能在1個(gè)月內(nèi)完成小批量生產(chǎn)，方便公司展開市場(chǎng)驗(yàn)證。大批量產(chǎn)階段，深圳的自動(dòng)化生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)柔性電子皮膚的快速大規(guī)模制造，使成本降低30%以上。同時(shí)，深圳聚集大量高科技人才，為企業(yè)持續(xù)吸引有理想的團(tuán)隊(duì)成員。開放的市場(chǎng)環(huán)境和靠近港澳的地理優(yōu)勢(shì)，也讓企業(yè)對(duì)接國(guó)際市場(chǎng)更加便利。
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向國(guó)際平臺(tái)釋放合作信號(hào)
深圳是開放之城、創(chuàng)新之城、活力之城，科技大廠和優(yōu)秀科技中小企業(yè)薈萃一堂，機(jī)器人廠商供應(yīng)鏈的本地化率已超六成，僅南山區(qū)就集聚了超過200家人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)及機(jī)構(gòu)。2025年4月24日至26日，深圳市機(jī)器人協(xié)會(huì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外學(xué)界領(lǐng)袖、業(yè)內(nèi)精英、行業(yè)組織等共同創(chuàng)辦的“機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈接會(huì)”（FAIR plus 2025）盛大開幕。該展會(huì)陳列機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈前沿技術(shù)與開發(fā)資源，為前來參展者打造專業(yè)的交流合作平臺(tái)。
在深圳雙鏈協(xié)同優(yōu)勢(shì)的引領(lǐng)作用下，F(xiàn)AIR plus 2025倡導(dǎo)機(jī)器人可以從“工具”角色向“智能體”轉(zhuǎn)變，帶動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)生態(tài)向智能化縱深發(fā)展，奏響人工智能和機(jī)器人兩大前沿學(xué)科融合發(fā)展、走向世界的詠嘆調(diào)。途見科技受邀參展，將展示適用于具身機(jī)器人領(lǐng)域的可拉伸柔性電子皮膚，真誠(chéng)尋求志同道合的技術(shù)合作方和行業(yè)應(yīng)用落地伙伴。
賴建誠(chéng)希望，F(xiàn)AIR plus 2025能夠招徠大量跨領(lǐng)域合作伙伴，在創(chuàng)新之城呈現(xiàn)機(jī)器人、人工智能、柔性電子、智慧醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新、強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈的良好局面。
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