人形机器人驱动电子皮肤市场高速增长，灵巧手领域有望成为率先放量环节

2025-09-11 10:07

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电子皮肤是人形机器人重要零部件，产业发展迅速

电子皮肤（E-skin）是一种能够模仿人类皮肤结构和感知功能的柔性电子系统。它不仅能让机器人“感受”到压力、温度、湿度、纹理等外界刺激，更能通过与人工智能等技术的深度融合，提升机器人的环境适应能力和智能交互水平。

机器人电子皮肤类似于人类皮肤，表皮层由柔性基材构成，提供支撑和保护，真皮层有微型传感器检测压力等；皮下组织包含接口和通信系统处理传输数据。受压力时通过压阻、电容、压电效应等检测接触面信号变化，近端处理器处理数据，中央处理器生成反馈指令。

触觉传感器的基本原理是将外部压力转化为电信号，以估算和测量力和剪切力，关键的技术指标包括空间分辨率、力敏感性、边缘层盲区检测，以及优化处理数据的能力。触觉传感器需要考虑多个性能参数，包括灵敏度、探测范围、线性度、响应时间和空间分辨率。

触觉传感器分为分层式触觉传感器和其他触觉传感器两大类别。分层触觉传感器包括压阻式、压电式和电容式传感器，由敏感层、电极层、基地层、封装层、粘合层构成。敏感层位于最上层，由具备力敏响应的功能材料构成（如 PDMS/碳纳米管等），基底层采用 PI 或者 Ecoflex 等柔性弹性体，提供整体结构的机械结构支撑和可恢复形变能力。封装层采用 PDMS 薄膜等，用于保护内部电路免受湿度、氧化和污染。其他触觉传感器主要分为视触觉传感器&磁电式触觉传感器。

压阻触觉传感器通过感知材料形变所带来的电阻变化来感知力的变化。压阻效应是一种物理过程，当材料受到机械变形时，其电阻发生变化，基于压阻材料的人工触觉传感技术有多种：（1）力敏单元（FSR）；（2）压敏导电橡胶；（3）压阻泡沫；（4）压阻织物。

电容式传感器具有更高的响应频率。平行板电容器的电容取决于板间距离和板面积，两块导电板由弹性电介质分隔，板间施加力时，板之间的距离减少，从而改变电容，除了可以测量法向力外，通过使用嵌入的多个电容器，传感器还可以计算剪切力。压力传感阵列可以通过相互隔离的弹性电介质材料将行和列电极重叠构造而成。通过使用更可压缩的弹性材料或较薄的传感器，可以提高对小力的灵敏度。

目前电子皮肤技术路线有多种，各有优劣，具体如下：

各技术路线电子皮肤（触觉传感器）对比

分类	优点	缺点
压阻式	负载能力强、鲁棒性好、电信号测量便捷。	迟滞性较大，不利于快速响应，温漂大，线性度也较差。
电容式	灵敏度与空间分辨率高，响应幅度宽。	其测量电路复杂，传感器易受电气干扰的影响。
压电式	便于携带，且其材料刚度高，线性度好，响应灵敏。	易受噪声干扰，其介电性会受温度影响。
光学式	分辨率高，无电气干扰的问题。	容易受到温度影响，且光纤的微弯曲会导致光损失，分析触觉信息的计算方法复杂。
电磁式	力感知灵敏度较高，有一定的切向力表征能力。	抗外界干扰能力差，集成度较低，较难对切向力进行直接的定量精准测量。

资料来源：观研天下数据中心整理

人形机器人电子皮肤产业链主要包括：

（1）上游的原材料与核心零部件：主要包括前端采集芯片、结构件和其他部分，目前主要材料类型均有中国企业供应，国产化率较高。

（2）中游的电子皮肤传感器/模组制造与系统集成：由海外主导，国产加速替代。国际领先企业在触觉传感器技术方面拥有深厚积累，中国企业已具备一定的研发实力和生产能力。

（3）下游的人形机器人本体制造和各领域应用：下游领域中，各环节比例在不断变化中，过去医疗健康是最大的发展驱动力，未来人形机器人将是最大的发展驱动力。

资料来源：观研天下数据中心整理

得益于人形机器人产业化进程加快、医疗领域对实时健康监测和智能诊疗的需求增长、消费电子产品对新型人机交互方式的探索、柔性电子和传感器技术的不断突破、以及AI和物联网技术的普及应用。据测算，截止2024年全球电子皮肤市场规模达到63亿美元，近年来平均增速达到20%，且未来有望维持较高增速。

资料来源：观研天下数据中心整理

具体来看，北美是全球最大的电子皮肤市场，2024年市场份额约39%，占据主导地位，主要得益于其领先的科研水平、活跃的初创企业生态、以及在医疗健康和高科技领域的强大需求。

中国市场潜力巨大，政府政策大力支持，人形机器人产业快速发展，以及庞大的消费电子和医疗健康市场，都为中国电子皮肤产业的崛起提供了有利条件。日本和韩国：在机器人技术、半导体材料、显示技术和消费电子领域拥有传统优势，其电子皮肤技术在特定领域（如美容科技、高端制造）也有应用。

资料来源：观研天下数据中心整理

电子皮肤行业发展处于早期，灵巧手有望成为率先放量环节

目前全球绝大多数全能型人形机器人产品处于Lv1等级，少部分头部企业最新产品和轮式机器人等其他形态的人形机器人正在逐步向Lv2等级探索，并从工业制造领域的to B端向服务领域的to C端拓展。

人形机器人的五个发展等级

<strong>人形机器人的五个发展等级</strong>

资料来源：公开资料整理

根据观研报告网发布的《中国电子皮肤行业发展深度研究与投资前景分析报告（2025-2032年）》显示，我国传感器产业起步于20世纪50年代，近年来发展迅速，企业数量均增长显著，截至2024年，全国共传感器相关企业1.9万余家，主要集中在沿海经济发达地区。国内厂商通过多年产业、技术积累，已涌现出像帕西尼这类从触觉传感器到触觉机器人全产业链的公司。但柔性触觉传感器产品的抗干扰能力、精度与国外企业仍有差距。目前仅少部分头部企业掌握电子皮肤核心技术。

中国电子皮肤竞争格局

<strong>中国电子皮肤竞争格局</strong>

资料来源：公开资料整理

目前，主机厂多围绕灵巧手展开，后续随着机器人智能化程度提高，应用面积有望进一步增大，精度有望进一步提高。

电子皮肤在人形机器人的应用场景

部位	应用场景
身体躯干	柔性传感器覆盖躯干区域，有助于机器人感知姿势和负载分布，确保稳定的运动轨迹。它能防止机器人因失衡或过度用力导致摔倒或撞击人类，提升机器人的协调性和安全性，尤其是在与人类伴侣的互动中，避免对人造成伤害。
灵巧手（指尖、指腹、手掌）	柔性传感器能够精确感知抓取的力度、触感和物体形状，使机器人能够细致地操作物体，避免过度用力或损坏物品。它提高了机器人的灵巧性和适应能力，尤其在处理易碎物体或精细任务时至关重要。
脸部	面部的柔性传感器增强了机器人面部对接近或接触的感知能力，提升机器人与人类的情感互动效果。
手臂（前臂到整个手臂）	柔性传感器在手臂的应用可监测运动状态、力量分布和负载，帮助机器人进行更加精确和灵活的动作。它能确保机器人在执行抓取、搬运或协调动作时，避免关节过度受力，提升稳定性和安全性。
脚部	脚部的柔性传感器能够感知地面情况和压力变化，帮助机器人在不同地面上行走时保持平衡并调整步态。这对于提升机器人在复杂地形中的稳定性和自适应能力非常重要。