汽車行業(yè)是我國(guó)制造業(yè)的第一大產(chǎn)業(yè)，年產(chǎn)值超過(guò)10萬(wàn)億。那么，下一個(gè)能夠接近甚至超過(guò)汽車行業(yè)規(guī)模的制造業(yè)是哪個(gè)？沒(méi)錯(cuò)，就是“人形機(jī)器人”產(chǎn)業(yè)。人形機(jī)器人在政務(wù)、工業(yè)、商業(yè)和家庭各個(gè)領(lǐng)域都有很多的應(yīng)用場(chǎng)景可以挖掘，將是一個(gè)數(shù)萬(wàn)億甚至十萬(wàn)億的巨大藍(lán)海市場(chǎng)。

    對(duì)于一個(gè)城市或一家企業(yè)，如果未來(lái)十年錯(cuò)過(guò)了人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)，那就相當(dāng)于過(guò)去十年錯(cuò)過(guò)了新能源汽車的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)，一個(gè)百年一遇的巨大產(chǎn)業(yè)機(jī)遇將與你無(wú)緣。

    中投顧問(wèn)推出的《2025-2029年中國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)之人形機(jī)器人行業(yè)趨勢(shì)預(yù)測(cè)及投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》，詳細(xì)分析了人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和趨勢(shì)，能幫助你把握人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的投資機(jī)會(huì)。

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　　在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下，機(jī)器人正逐漸融入我們生活的方方面面，從工業(yè)生產(chǎn)線上的精準(zhǔn)操作，到家庭服務(wù)中的貼心陪伴，它們的“本領(lǐng)”越來(lái)越大。而電子皮膚，作為賦予機(jī)器人觸覺(jué)感知能力的關(guān)鍵技術(shù)，正悄然崛起，雖尚處發(fā)展初期，卻已備受矚目，有望為機(jī)器人帶來(lái)一場(chǎng)感知革命。

　　一、電子皮膚：賦予機(jī)器人“觸感”的神奇外衣

　　電子皮膚，又稱柔性觸覺(jué)傳感器，是一套能讓機(jī)器人擁有觸覺(jué)的精妙系統(tǒng)。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單，如同神奇的“變形金剛”，可以被加工成任意形狀，輕松附著在設(shè)備表面，仿佛為機(jī)器人披上了一層隱形戰(zhàn)衣。有了它，機(jī)器人便能感知物體的位置、方位以及硬度等關(guān)鍵信息，仿佛擁有了人類的指尖觸感，開(kāi)啟與世界的“親密接觸”。

　　現(xiàn)階段，不考慮溫度感知時(shí)，電子皮膚本質(zhì)上類似于觸覺(jué)傳感器。這類傳感器就像是機(jī)器人的“神經(jīng)末梢”，負(fù)責(zé)測(cè)量與環(huán)境物理相互作用產(chǎn)生的信息。它模擬生物皮膚的觸覺(jué)功能，能敏銳捕捉機(jī)械刺激，雖不像人類皮膚那樣能感受疼痛，但已能為機(jī)器人提供豐富的觸覺(jué)反饋。

　　通常，觸覺(jué)傳感器以壓力傳感器及應(yīng)變傳感器為核心組件構(gòu)建而成。為完美貼合機(jī)器人非平整、粗糙且動(dòng)態(tài)變化的“皮膚”表面，同時(shí)不影響其日�；顒�(dòng)，柔性觸覺(jué)傳感器必須具備低模量、高拉伸性與良好耐磨性等特質(zhì)，做到輕薄便攜、成本低廉且功耗低微。如今，科學(xué)家們將目光投向納米材料，憑借其超大表面積、優(yōu)異材料特性以及與低成本制造工藝的兼容性，為柔性觸覺(jué)傳感器的研發(fā)注入強(qiáng)大動(dòng)力，助力機(jī)器人觸覺(jué)感知邁向新高度。

　　二、觸覺(jué)傳感技術(shù)：從萌芽到蓬勃的發(fā)展之路

　　回顧機(jī)器人觸覺(jué)傳感技術(shù)的發(fā)展歷程，時(shí)光要回溯到1974年，日立開(kāi)創(chuàng)性地提出在自動(dòng)焊接機(jī)器人手臂上安裝觸覺(jué)裝置，用于感測(cè)工件姿態(tài)，開(kāi)啟了這一領(lǐng)域的探索之門。然而，受限于早期觸覺(jué)傳感器技術(shù)的瓶頸，此后發(fā)展相對(duì)緩慢，直至2010年，隨著智能機(jī)器人的廣泛普及和精密加工技術(shù)的飛速進(jìn)步，觸覺(jué)傳感技術(shù)才迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。全球各國(guó)企業(yè)紛紛入局，加大研發(fā)投入，積極布局專利，一場(chǎng)圍繞觸覺(jué)傳感技術(shù)的科技競(jìng)賽就此拉開(kāi)帷幕。

　　在中國(guó)，智能機(jī)器人觸覺(jué)傳感技術(shù)的專利申請(qǐng)起步稍晚，第一件專利申請(qǐng)誕生于20世紀(jì)80年代。這背后既有國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人技術(shù)積累薄弱的因素，也與當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模較小，未引起國(guó)外申請(qǐng)人足夠重視有關(guān)。但自2005年起，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人奮起直追，專利申請(qǐng)量開(kāi)始快速攀升，到2014年，更是實(shí)現(xiàn)彎道超車，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)量占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)出強(qiáng)大的創(chuàng)新活力與發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　歷經(jīng)多年發(fā)展，觸覺(jué)傳感器已完成多次迭代升級(jí)，從最初單一功能的觸覺(jué)傳感器，逐步發(fā)展為綜合觸覺(jué)傳感器，再到如今的柔性觸覺(jué)傳感器，不僅實(shí)現(xiàn)了觸覺(jué)反饋再現(xiàn)，甚至讓智能機(jī)器人擁有了情感交流能力。當(dāng)下，應(yīng)用于智能機(jī)器人的觸覺(jué)傳感方法與裝置愈發(fā)智能，它們能夠迅速將外部壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，精準(zhǔn)計(jì)算信號(hào)持續(xù)時(shí)間與變化率，并與預(yù)設(shè)閾值比對(duì)，確定壓力類型與產(chǎn)生位置，進(jìn)而生成相應(yīng)情緒表達(dá)控制信號(hào)，讓智能機(jī)器人的反應(yīng)更加擬人化，仿佛能“感同身受”。

　　三、觸覺(jué)傳感器分類：多元原理驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新應(yīng)用

　　觸覺(jué)傳感器依據(jù)不同原理運(yùn)作，主要分為壓電式、壓阻式、離電式和摩擦起電式四種，其中壓阻式發(fā)展最為成熟。壓阻式傳感器利用微小形變引發(fā)電阻變化，構(gòu)建壓力分布模型，廣泛應(yīng)用于機(jī)器人手部，賦予其靈敏的觸覺(jué)感知，使其能精準(zhǔn)拿捏各類物品。在手部觸控技術(shù)領(lǐng)域，騰訊表現(xiàn)亮眼，展現(xiàn)出強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力。

　　2023年4月，騰訊RoboticsX實(shí)驗(yàn)室公布的機(jī)器人技術(shù)新進(jìn)展令人驚嘆：機(jī)器人已能實(shí)現(xiàn)花式調(diào)酒這般高難度操作。這一成果背后，是視觸覺(jué)融合的手內(nèi)物體姿態(tài)估計(jì)技術(shù)與基于機(jī)械臂末端力傳感信號(hào)的力位混合控制技術(shù)的完美結(jié)合。機(jī)器人雙手協(xié)同，酒瓶與搖酒器在其手中高速旋轉(zhuǎn)、精準(zhǔn)倒酒，大小搖酒器默契相扣搖酒，甚至還能完成“拋接”動(dòng)作，宛如一位專業(yè)調(diào)酒師，充分彰顯了觸覺(jué)傳感器在提升機(jī)器人操作精細(xì)度與靈活性方面的巨大潛力。

　　四、電子皮膚：機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的前沿領(lǐng)域

　　盡管電子皮膚前景廣闊，但目前仍面臨諸多難題，技術(shù)壁壘高聳�，F(xiàn)階段，電子皮膚研發(fā)大多停留在實(shí)驗(yàn)室階段，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用，還有很長(zhǎng)的路要走。

　　穩(wěn)定性方面，電子皮膚常受干擾。制備過(guò)程中廣泛使用的有機(jī)高分子材料易老化，性能易受環(huán)境因素左右，生物污染與受體失活問(wèn)題也可能導(dǎo)致傳感器性能隨時(shí)間推移而下降，難以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。

　　靈敏性與選擇性困境同樣棘手。現(xiàn)實(shí)環(huán)境復(fù)雜多變，多種化學(xué)物質(zhì)與力學(xué)外力交織，作用于敏感材料，使得傳感器響應(yīng)模糊，難以從干擾物中精準(zhǔn)分辨待測(cè)物質(zhì)，實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)信號(hào)。特別是對(duì)于壓力傳感系統(tǒng)，在追求高靈敏度的同時(shí)，還要兼顧感測(cè)范圍，平衡非線性關(guān)系，挑戰(zhàn)重重。

　　此外，電子皮膚的界面匹配問(wèn)題以及商業(yè)化難題亟待破解。如何讓電子皮膚與不同材質(zhì)、形狀的機(jī)器人表面完美貼合，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，是工程師們需要攻克的又一難關(guān)。同時(shí)，高昂的研發(fā)成本、復(fù)雜的生產(chǎn)工藝也限制了電子皮膚的商業(yè)化進(jìn)程。

　　不過(guò)，隨著科技持續(xù)進(jìn)步，我們有理由相信，這些難題終將被逐一攻克。未來(lái)，電子皮膚將為機(jī)器人帶來(lái)更加真實(shí)、細(xì)膩的觸覺(jué)體驗(yàn)，使其真正融入人類生活，成為我們不可或缺的智能伙伴。