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特斯拉Optimus也在押注電子皮膚:到底難在那?產業化走到那了?(附中外廠商與專利佈局梳理)

北風窗
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本文以特斯拉 Optimus 的觸覺專利為切入點,探討電子皮膚在具身智能中的關鍵作用。文章指出,電子皮膚的技術瓶頸在於如何在曲面製造中保持高解析度與讀數一致性。目前壓阻式方案最接近量產,而應用端正從靈巧手擴展至足底及全身。在產業格局上,中國在專利申請數量上佔優,但基礎原創專利仍較薄弱。未來競爭將聚焦於「材料-陣列-晶片-演算法」的系統級交付能力,以及高品質觸覺資料對模型訓練的賦能。

機器人伸手抓東西時,視覺能告訴它“那是什麼”,卻說不出“是否捏穩”。2023 年,Optimus Gen 2 捏起了雞蛋;三年後,特斯拉才在一份觸覺專利裡,把背後的工程路線露出一角。

圖1:特斯拉專利中的觸覺皮膚製造路線

來源:特斯拉專利申請 US20260310299A1,FIG. 4E、FIG. 6、FIG. 7(2026 年 10 月 8 日公開),步驟說明為本文加入

專利給出的是一條面向規模製造的路線:先在平面薄膜上絲網印刷電極、夾入可壓縮的隔層,再加熱壓進模具,得到貼合指尖的三維曲面感測器。但真正的門檻不在“能感知”,而在製造:指尖解析度要逼近人手的 0.5—2 毫米,部分高密度方案在單個指尖佈置 120—300 個觸覺單元,還要在反覆抓握中不漂移、批次之間讀數一致。這決定了它不是一塊薄膜的問題,而是材料、印刷、封裝、標定和演算法共同決定的系統工程。

馬斯克在 10 月 21 日的三季度電話會上說得更直白:Optimus 最難的是手。電子皮膚的競爭,本質上是一致性製造與系統整合能力的競爭。接下來,我們從技術原理、應用場景、產業鏈、關鍵瓶頸到專利佈局與中外廠商,拆解電子皮膚到底難在那,產業化又走到了那一步。

目錄

一、技術原理:結構組成、感測機理與典型方案

二、應用落地:從手足觸覺到全身覆蓋,再到資料採集

三、產業鏈全景:材料、器件、製造與價值量

四、關鍵瓶頸:一致性、耐久性與訊號處理壁壘

五、技術演進:從單點感知到系統交付

六、專利佈局:從感測材料到手部整合

七、海外廠商:主流格局與代表企業

八、中國廠商:產業化進展與代表企業

九、結語:電子皮膚的真正機會在那裡

十、參考文獻

一、技術原理:結構組成、感測機理與典型方案

電子皮膚的技術本質,可以概括為“敏感材料 + 陣列結構 + 讀出電路 + 演算法”。它的關鍵不只在於一張薄膜能不能感知壓力,更在於選那種感測機理,會直接決定能測幾維力、解析度多高、能否貼合曲面,以及能不能批次製造。

1. 結構組成與感測機理

圖2:電子皮膚組成及與生物皮膚的類比

來源:Park et al., Science Advances, 2015(有改編)

電子皮膚通常由敏感層、電極與走線、柔性基材和封裝層構成,電容式等方案還會引入介電層。敏感材料把壓力等外部刺激轉為電學變化,電極與讀出電路完成訊號採集,柔性基材負責承載和隨形,封裝層則抵禦濕氣、汗液和磨損。它常被類比為人的皮膚:敏感層像真皮裡的感受器,基材、走線和讀出電路像神經系統。不同的是,人的皮膚具有自我修復能力,電子皮膚的每一層都要靠材料和封裝承受反覆彎折、摩擦和汗液。

圖3:柔性壓阻式電子皮膚工作原理示意圖

來源:李鳳超等,物理學報,2021(原圖引自 Park et al., ACS Nano, 2014)

以最常見的壓阻式為例:壓力把應力集中到接觸點,互鎖微結構發生形變,導電網路的接觸面積和隧道電流增加,電阻隨之下降。微結構形狀和導電填料分佈,直接決定靈敏度、量程和遲滯。

單個感測點意義不大。機器人用的電子皮膚,是把成百上千個點排成陣列,通常通過行列掃描或有源矩陣完成讀出,再由電路數位化、交給演算法處理。點越密看得越細,但走線、串擾和逐點標定的工作量也越大。

圖4:觸覺感知的三步轉換鏈路

來源:福萊新材廖永興《觸覺資料賦能具身智能》,2026 張江具身智能供應鏈大會

福萊新材把演算法要做的事拆成五層:原始訊號(電阻或電壓陣列,非線性、會漂移)→ 物理量(法向力、剪下力的大小、方向和時間序列)→ 接觸面(壓力熱圖、輪廓、滑動趨勢)→ 物體屬性(紋理、硬度、材質)→ 策略狀態(輸入視覺—語言—觸覺—動作模型,即 VLTA,或強化學習模型,在動作中持續修正)。電子皮膚不是一塊材料,而是一套讓每個觸覺點都能在控制閉環裡即時可用的系統。

2. 六條技術路線:為什麼壓阻式最先量產?

圖5:六種主要電子皮膚技術路徑對比

來源:何慧娟等《柔性觸覺感測器在機器人上的應用綜述》、江延成等《柔性觸覺感測器的三維列印製造技術研究進展》、呂曉雙等《纖維基自供能電子皮膚的建構及其應用性能研究進展》、興業證券

電子皮膚沒有一條通吃的技術路線。壓阻、電容、壓電、摩擦電、光學和電磁六種方案,本質上是在靈敏度、靜態測量、多維力、抗干擾、體積和成本之間取捨。六條主流路線之外,國內還出現了利用雙電層電容放大訊號的離電式(iontronic,亦稱離子電容式)方案,試圖同時兼顧高靈敏度與大量程。

一旦裝到機器人上,評價標準就不能只看靈敏度,還要看能否穩定製造。壓阻式結構相對簡單、耐過載、成本可控,目前最接近規模化應用;短板是基礎單元主要感知法向力,切向力仍要依靠陣列結構和演算法反解。

最容易量產的路線,並不一定能提供最豐富的觸覺。磁電式通過磁石陣列和霍爾感測器重建三維力,部分方案還可進一步輸出三軸力與三軸力矩;視觸覺則從軟膠形變中還原壓力、剪下力和紋理。前者需要精確裝配磁石,也容易受到強磁場影響;後者體積更大,依賴成像和算力。路線選擇不是單項性能競賽,而是在“測得多”和“造得出”之間做系統取捨。

二、應用落地:從手足觸覺到全身覆蓋,再到資料採集

圍繞人形機器人,電子皮膚形成了兩條落地路徑:一條裝到機器人本體上,讓它獲得觸覺;另一條穿在人手上,為機器人採集觸覺資料。本體端先從價值密度最高的手和腳切入:雙手服務精細操作,雙腳服務站立與行走,再向軀幹和四肢擴展;資料端則通過觸覺手套記錄人的操作過程。

圖6:電子皮膚從局部感知到全身覆蓋的演進路徑

來源:中泰證券

1. 靈巧手:價值密度最高的第一站

圖7:靈巧手抓取過程中的接觸位置與受力反饋

來源:賽感科技、英飛凌

靈巧手最先需要電子皮膚,因為視覺能找到物體,卻無法單獨判斷接觸是否穩定、物體是否開始滑動。賽感科技與英飛凌的演示中,靈巧手抓取透明塑料杯時,手形介面會隨接觸位置和受力變化同步響應。觸覺的價值不只是確認“碰到了”,而是把分散在手上的接觸資訊變成抓取控制可以即時呼叫的反饋。

覆蓋越完整,機器人越能識別接觸位置和受力變化,但曲面貼合、走線、標定和耐磨問題也會一起放大。靈巧手的競爭重點,正在從“有沒有觸覺”轉向“能否以可接受的成本,把穩定的觸覺鋪滿整隻手”。

2. 足底觸覺:把地面接觸送進步態控制

圖8:多模態智能腳的足底觸覺與行走反饋

來源:模感科技,多模態智能腳真機演示

足底觸覺解決的不是安全包覆問題,而是機器人如何站穩、邁步並適應地面。模感科技的演示中,多模態智能腳安裝在人形機器人左腳;機器人邁步、轉向和行走時,足底介面的響應條紋隨落腳、承重與抬腳同步變化。它說明足底感測的價值不只是測出“踩了多重”,而是把支撐位置、受力遷移和滑移趨勢變成步態控制可以即時呼叫的資料。

3. 全身覆蓋:從碰撞檢測到安全互動

圖9:COBOTACT 大面積身體皮膚的接觸反饋演示

來源:央視新聞、慧感智能,WAIC 2026

從雙手和雙腳延伸到手臂與軀幹以後,電子皮膚的任務隨之改變:不再追求高密度識別物體,而是及時發現碰撞、擠壓和人與機器的意外接觸。WAIC 2026 的演示中,工作人員按壓覆蓋機器人肩部和胸部的 COBOTACT 大面積智能皮膚,電腦介面隨即顯示接觸區域。不同部位並不需要同樣的觸點密度,真正的工程問題是如何用更低密度、更大面積的感測網路形成可靠的安全邊界。全身覆蓋增加的是面積,核心價值則從操作與行走轉向安全互動。

4. 觸覺手套:把人的操作變成訓練資料

圖10:MANUS 手姿採集與 OSMO 觸覺感測器的組合方案

來源:MANUS、Meta FAIR OSMO 項目(2026 年 2 月)

觸覺手套不是機器人本體覆蓋的下一階段,而是一條獨立的資料路徑。MANUS 與 OSMO 的組合把分工展示得很清楚:MANUS 手套採集不受遮擋影響的手部運動,OSMO 在指尖和手掌佈置 12 個三軸磁觸覺感測器,記錄法向力與剪下力。人完成抓取、旋擰和擦拭等動作時,系統由此能夠同步獲得“手怎麼動”和“接觸時發生了什麼”。[41]

這條路線的產業價值在於降低示範資料的採集門檻。據興業證券援引,靈初智能稱其手套方案的資料成本約為真機遙操作的 10%;這一數字屬於企業披露口徑,不同方案的硬體、人力和後處理成本尚無統一測算標準。[17]福萊新材也推出了與靈巧手關節對齊的 DexUMI-Tac 採集終端。帕西尼的演講資料則展示了更完整的資料鏈路:採集端同步記錄第一視角、觸覺、空間軌跡和動作狀態,再經過質量檢測、語義標註和模型驗證進入訓練。[32]

電子皮膚由此不再只是機器人的“感官”,也成了訓練機器人的“資料入口”。這類產品的難點也不同於機器人本體:它要貼合人手、耐反覆穿戴,並精準區分真實接觸與空抓,否則採集規模越大,噪聲也越多。

三、產業鏈全景:材料、器件、製造與價值量

電子皮膚產業鏈的價值,並不是平均分佈在每個環節。材料決定性能邊界,核心器件把微弱訊號變成可用資料,製造與整合決定一致性和成本,最終再由機器人本體和資料採集需求兌現價值。真正拉開差距的,是把這四層接成可量產系統的能力。

圖11:電子皮膚產業鏈

來源:前瞻產業研究院

1. 上游材料:決定性能邊界

上游包括柔性基底、敏感與導電材料、介電層、電極、封裝材料及相關裝置。材料路線同時決定靈敏度、量程、遲滯、溫漂和壽命,並影響後續印刷、貼合與封裝。國內部分材料已經形成供給;部分行業報告認為,高端材料製備裝置及 MEMS 微納加工的產能和良率仍有提升空間。

圖12:電子皮膚各類柔性基底材料對比

來源:何孟涵、陳煜《面向電子皮膚的智能材料建構策略》、東方財富證券

機器人電子皮膚的研究與樣機中常見 PDMS;PI 的耐熱性和機械穩定性更好,但成本與曲面加工難度更高。只有進入穩定工藝,材料性能才能變成產業優勢。

2. 核心器件:從感測單元到感知模組

核心器件是一條完整訊號鏈:感測單元把壓力、剪下力或溫度轉為電訊號,讀出晶片、ADC 與柔性電路完成放大和數位化,陣列模組再負責封裝、介面與標定。單點靈敏度只是起點,長期穩定地輸出可比較資料,才決定能否進入機器人。

圖13:從柔性感測單元、整手模組到訊號讀取

來源:英飛凌、賽感科技,WRC 2026 靈巧手柔性觸覺方案現場展示

國內企業正從材料和單點感測器延伸至整手模組、讀出電路與標定演算法,競爭已轉向系統穩定交付。真正稀缺的不是某一個高靈敏感測點,而是器件、讀出、封裝和標定能夠作為一個模組穩定工作。

3. 製造工藝:量產難在一致性

圖14:電子皮膚製造方案對比

來源:王一琳、趙佳峰等《基於絲網印刷的觸覺感測器研究綜述》、金凡等《基於微結構的柔性壓力感測器設計、製備及性能》、Tao Han 等《Laser-Assisted Printed Flexible Sensors: A Review》、中泰證券

四種工藝在精度、成本和批次能力之間各有取捨。量產的共同門檻不是“能不能印出來”,而是“每一批是不是一樣”。

弘則研究 2023 年調研稱,單台人形機器人最多需 1—2 平方米電子皮膚;在該調研口徑下,當時相關行業月產量約為 5000—6000 平方米。行業此前主要服務醫療、消費電子和科研,並未為人形機器人的潛在需求準備產能。

4. 價值量:價格尚未被規模定義

圖15:研究級薄膜感測器現貨價下的極端情景測算

來源:威科電子、財聯社、淘寶、Tekscan、科創板日報、中泰證券

圖15採用海外研究級單點感測器的現貨單價,不是整機廠採購價;按面積線性外推也不能代表柔性陣列的真實成本。圖中“手掌約 4 萬元”對應單手面積的極端情景,僅用於展示研究級單點產品與規模化陣列之間的價格差距。興業證券給出的國內兩手加身體方案約為 7000—8000 元;由於產品形態、覆蓋面積、觸點密度與採購規模均不相同,兩類數字不能直接橫向比較。

IDTechEx 估算,2023 年醫療、機器人和人機互動約佔廣義電子皮膚市場的 45%、25% 和 22%,機器人尚非最大下游。[42]興業證券預計,2030 年全球人形機器人電子皮膚市場約 190 億元,其中觸覺手套約 53 億元。[17]真正有含金量的不是按現貨價放大覆蓋面積,而是在降本時守住一致性、壽命和系統可用性。

四、關鍵瓶頸:一致性、耐久性與訊號處理壁壘

電子皮膚的瓶頸不在單個感測點,而在成百上千個點鋪到一隻反覆工作的手上後,整張皮膚能否長期給出穩定、一致、可解釋的讀數。

1. 關鍵問題總覽

圖16:電子皮膚的挑戰與未來發展方向

來源:徐鵬等《電子皮膚多模態感測與深度學習綜述》

材料、製造、演算法、功耗和成本,最終都要接受同一套系統檢驗:覆蓋是否足夠密,長期使用是否穩定,不同位置與批次是否一致,原始訊號能否即時轉化為可用的力。

2. 覆蓋密度:最需要密的地方也最難鋪

圖17:人體皮膚不同部位的觸覺空間解析度

來源:上海交通大學李登峰《柔性電子皮膚:賦能可穿戴健康監測與機器人觸覺智能》(2026 年 6 月)

指尖解析度最高,也是電子皮膚最難部署的位置。人體指尖的觸覺空間解析度為 0.5—2 毫米,手掌為 5—10 毫米,上臂為 30—40 毫米,背部為 40—60 毫米。指尖不僅需要更密的觸點,還承受最頻繁的接觸和磨損,曲率最大、留給走線的空間最小。最需要密的地方,也是最難鋪、最容易壞的地方。

3. 材料:靈敏、耐用與穩定難以兼得

電子皮膚的多項性能天然相互牽制:靈敏度越高,壽命和成本壓力往往越大,溫度變化還會造成漂移。碳奈米管、石墨烯等導電填料可以建構高靈敏導電網路,但分散工藝、批次一致性與長期穩定性仍難控制;壓阻式的遲滯與溫漂、電容式對電氣干擾的敏感,本質上都是材料和結構在長期使用中的穩定性問題。對每天抓握上萬次的機器人手來說,材料路線不能只看出廠時的靈敏度,數百萬次循環後的重複性才是產業指標。

圖18:500 萬次連續觸發後的力與力矩重複一致性測試

來源:千覺機器人《500 萬次接觸,經久穩定》

4. 製造:陣列放大後的走線、串擾與一致性

單個感測單元已在實驗室取得突破,難的是把它們做成大面積陣列。觸點增加後,走線會改變測量環境,材料拼接和電路連通會引入額外干擾;絲網印刷的層間附著、耐磨性和批次波動,又會把微小誤差放大到整張皮膚。製造難點不是某一道工序,而是材料配方、印刷、封裝和裝配的每一步都要可控、可追溯。

圖19:卷對卷印刷推動柔性感測器連續化製造

來源:Tekscan《Advancing Tactile Sensing: From Innovation to Scalable Manufacturing》

5. 演算法:把原始訊號變成可用的力

圖20:從資料到感知,接觸力的量化與維度

來源:福萊新材廖永興《觸覺資料賦能具身智能》,2026 張江具身智能供應鏈大會

原始電訊號必須經過標定和解耦,才能變成機器人可用的力。陣列一次測量往往同時涉及三維力、溫度等多種物理量,單元之間還會互相干擾。物理隔離能減少串擾,卻限制整合度;分時採集能避免混疊,卻犧牲即時性;軟體分離則需要大量標註資料和算力。覆蓋擴大到全身後,功耗和資料量也隨之上升,往往需要引入邊緣或分佈式處理。觸覺點越多,越不能把所有原始資料都送回“大腦”處理。

6. 量產驗證:從參數突破到長期穩定

圖21:賽感科技一致性、漂移與壽命測試資料

來源:賽感科技謝賽《高性能電子皮膚》

廠商開始用一致性、漂移、耐久和延遲資料回答量產問題。賽感科技披露,其離電式陣列的一致性差異在 0.8% 以內、訊號漂移小於 1%、耐久超過 100 萬次,並通過頻率解耦實現多通道無串擾採集;福萊新材披露,其系統演算法延遲小於 5 毫秒。各家測試條件與統計口徑不同,不宜直接橫向比較。下一步,關鍵是這些指標能否在整機、長期運行和不同量產批次中保持。競爭標準已從“誰更靈敏”轉向“誰更穩、更一致、更好用”。

五、技術演進:從單點感知到系統交付

電子皮膚的演進,不只是材料越來越靈敏,而是交付對象不斷擴大:從一個感測點,走向可貼合曲面的柔性陣列,再走向包含晶片、演算法、標定和資料介面的完整觸覺系統。

1. 研究起點:讓柔性表面獲得感知

圖22:電子皮膚發展歷程(1974—2024 年)

來源:王彥雲《基於 PVA 電子皮膚的柔性分佈式力感測器研究》、民生證券研究院(圖源:艾邦機器人)

這條時間線橫跨假肢、柔性電路、可拉伸器件、自癒材料和生物電子,說明電子皮膚長期生長於材料、醫療與機器人交叉地帶。早期突破集中在“能不能感知”,2010 年後則逐步轉向可拉伸、可貼合、可恢復和多功能整合。這些成果構成了機器人觸覺的技術底座,但科研樣品能夠工作,並不等於產品能夠穩定交付。

2. 訊號處理:從讀取數值到理解接觸

陣列規模擴大後,電子皮膚輸出的不再是幾個孤立讀數,而是持續變化的高維觸覺資料。處理方法也從回歸、KNN、SVM 等局部識別,逐步轉向深度學習、強化學習、邊緣計算和神經形態計算,目標從識別“是否接觸”擴展到判斷接觸位置、力的方向、滑移趨勢和物體屬性。

圖23:電子皮膚資料處理演算法演變路徑

來源:《Neuro-inspired electronic skin for robots》《Electronic skins and machine learning for intelligent soft robots》等研究(整理)

硬體從“幾個點”走向“一整片”,演算法也必須從“讀取訊號”走向“理解接觸”。圖23表示不同階段的研究關注重點,不意味著傳統機器學習、深度學習、邊緣計算和神經形態方法按時間彼此替代。演算法也不能替代穩定的硬體,它只能在一致、可標定的陣列基礎上提升觸覺資訊的可用性。

3. 工程化:從平面單點到曲面多模態

進入機器人場景後,評價標準開始改變:感測器不僅要測到壓力,還要覆蓋指尖等複雜曲面,分辨剪下力與多點接觸,並在有限空間內完成走線、讀出和即時處理。產品形態因此沿著“平面單模態—曲面多模態—芯感一體—觸覺閉環”推進。

圖24:福萊新材機器人觸覺技術路線(G1—G4)

來源:福萊新材廖永興《觸覺資料賦能具身智能》,2026 張江具身智能供應鏈大會

福萊新材展示的四代路線是一家企業的產品規劃,並不代表全行業的統一進度,但它清楚呈現了工程化方向:G1 驗證平面單模態感知,G2 擴展到全柔性、全曲面和三維力,G3 將觸覺晶片與陣列結合,G4 再進入靈巧操作和資料採集閉環。競爭對象由一塊感測器,變成了“材料、陣列、晶片、演算法與資料”組成的系統。

六、專利佈局:從感測材料到手部整合

專利數量只是表層,更值得關注的是競爭焦點正在從材料與感測原理,向感知模組、手部整合、觸覺資料與規模製造延伸。申請曲線、區域分佈和創新主體描繪了產業熱度,代表性專利則顯示了技術正在那些環節向機器人落地。

1. 申請曲線:材料突破之後,專利開始加速

圖25:電子皮膚全球專利申請趨勢(1980—2014 年)

來源:張超然、劉婉姬、王立石、劉子菡《電子皮膚專利分析》,《中國發明與專利》2016 年第 3 期(資料:DWPI,截至 2015 年 7 月)

張超然等基於 DWPI 的統計(截至 2015 年 7 月,共 642 項)將電子皮膚劃分為三個階段:1980—1989 年萌芽,1990—2001 年長期停滯,2002 年後隨碳奈米管、石墨烯等新材料發展明顯加速。在該資料集中,US4306148A 是最早的機器人觸覺感測器專利,中國相關申請則可追溯至北京理工大學 1991 年的 CN1067503A。

圖26:柔性感測器全球專利申請趨勢(2016—2025 年)

來源:周健、張麗《專利視角下柔性感測器技術發展態勢研究》

周健、張麗以“柔性感測器”“電子皮膚”等關鍵詞檢索 incoPat,合併同族後得到 7963 件專利:申請量從 2016 年的 254 件增至 2025 年的 1243 件,年均複合增長率為 19.3%。不過,這一口徑覆蓋廣義柔性感測器;智慧芽在機器人分類下檢索“機器人皮膚”僅得到 209 條。兩組資料口徑不同,但共同說明:柔性感知已進入申請高峰,明確面向機器人皮膚的佈局仍是其中較窄的分支。

2. 區域格局:中國申請量佔優,基礎專利仍待補齊

圖27:柔性感測器全球專利申請區域分佈

來源:周健、張麗《專利視角下柔性感測器技術發展態勢研究》,《中國科技資訊》2026 年第 9 期(資料:incoPat,檢索截至 2025 年 12 月 31 日)

按這組 incoPat 資料,中國申請佔 78.74%,美國佔 9.43%,歐洲和韓國分列其後。而截至 2015 年的另一組統計中,美國以 38% 的佔比領先,中國佔 25%。申請重心已明顯向中國轉移,但數量不等於基礎專利優勢:現有研究認為,國內佈局更多集中在工程改進與場景應用,上游材料和感測機理的基礎性專利仍相對薄弱。

3. 創新主體:高校仍佔主導,企業向機器人端集中

圖28:柔性感測器專利創新主體類型分佈

來源:周健、張麗《專利視角下柔性感測器技術發展態勢研究》,《中國科技資訊》2026 年第 9 期(資料:incoPat,檢索截至 2025 年 12 月 31 日)

整體上,高校與科研機構佔 63%,企業佔 21%。這說明柔性感測仍帶有鮮明的學科交叉和實驗室驅動特徵。但縮小到“機器人皮膚”口徑後,智慧芽檢索中排名前列的已是 Wootzano、越疆科技和他山科技等企業。基礎研究由高校和科研機構推動,面向機器人的整合則開始由企業加速。

4. 技術落點:從感知單元到系統整合與規模製造

代表性專利顯示的不是一條統一路線,而是幾個正在同時收斂的工程方向(公開專利檔案,檢索於 2026 年 10 月 23—24 日)。

感測單元與讀出:他山科技的 JP7054561B2 披露了分時、分區遮蔽的電子皮膚,WO2025103388A1 則將電容數字轉換電路整合進仿生指尖;帕西尼的 CN224588079U 通過將導電體纏繞在可形變結構上,分辨多方向受力。電阻抗層析成像路線的 WO2025181471 把電極放在多層柔性結構的邊緣,避免電極直接進入觸摸區;Shadow Robot 的 US12025525 則用攝影機觀察兩層柔性材料之間的反光顆粒,將接觸形變轉為圖像。電學讀出與視覺觸覺正在沿不同原理收斂到更緊湊的指尖級單元。

模組化與安全互動:越疆科技的 CN110315556B 以電容配合 LC 諧振實現非接觸測距,CN112605998B 則將電子皮膚設計為可拆裝模組。波士頓動力的 US20250296235A1 把接近感測器和壓力感測器佈置在重疊感測區域,讓同一指尖先判斷物體距離,接觸後再讀取力分佈;三星的 EP4647799A2 則利用沿機器人表面傳播的聲波做全表面近距防撞。兩類方案都在把“接觸前預判”與“接觸後測力”納入同一層安全感知。

手部整合、資料與控制:能斯達的 CN120093057A 將多維力與溫度測量整合進靈巧手觸覺手套;Figure 的 US20260102926A1 則把掌心視覺與指尖觸覺放入同一末端執行器。Aidin Robotics 的 WO2025165077A1 根據指尖力和力矩估計物體重心,法國原子能與替代能源委員會的 US20250222600A1 通過滑移評分動態調節夾持力。千覺機器人的 CN122463105A 與帕西尼的 CN122353666A 進一步把觸覺、位姿和手指狀態同步記錄為訓練樣本。專俐落點已從“怎麼測”延伸到“怎麼裝進手裡”,再到觸覺資料驅動的抓取閉環。

可靠性與規模製造:千覺機器人的 CN122567205A 不再只測單軸壓縮,而是用法向撞擊、切向揉搓、原位扭轉和剪下滑移評價超彈性接觸部件的耐久性。馬爾馬拉大學與伊斯坦布林技術大學的 US20250180421A1 以導電針織物、TPU 介電層和熱熔層構成大面積電容壓力陣列,並提出面向批次生產的壓板成形工藝;特斯拉的 US20260310299A1 則披露了絲網印刷後熱成型、先模製再點膠兩條曲面觸覺皮膚製造路線。這些專利不等於方案已經量產,但反映出競爭重心正從單個感測器的峰值性能,轉向耐久性證據、大面積陣列與曲面結構的可重複製造。

七、海外廠商:主流格局與代表企業

海外電子皮膚並非由單一類型廠商主導,而是三股力量同時進入機器人:傳統工業感測器廠商提供成熟的單點與陣列測量產品,專業觸覺公司把多軸和視觸覺做進指尖與夾爪,顯示面板及機器人企業則向大面積陣列和整機整合延伸。

1. 傳統工業感測器廠商:從成熟測量產品切入機器人

Tekscan(美國):其技術源於 1981 年麻省理工學院人工智慧實驗室啟動的觸覺感測研究,1987 年進入商業營運,是薄膜壓力感測與壓力分佈測量的代表企業。FlexiForce 薄膜力感測器用於醫療、汽車和工業;中泰證券測算電子皮膚價值量時,參考的正是其 A201 價格。

Interlink Electronics(美國):1985 年依靠力感電阻(FSR)專利成立,是 FSR 壓阻技術的開創者;據浙商證券梳理,已為人形機器人足部定製 FSR 矩陣感測器。

Pressure Profile Systems(PPS,美國):1996 年成立,專注電容式觸覺;面向機器人的 RoboTact 單個感測器有 12 個單元,可測接觸力、位置、面積和初始滑移,支援 ROS。

2. 機器人觸覺專業廠商:把多維感知做進指尖

XELA Robotics(日本):2018 年在東京成立,由早稻田大學研究團隊孵化;uSkin 走磁觸覺路線,可測壓力和剪下力,用於夾爪和機器人手。

GelSight(美國):源自麻省理工學院的視觸覺研究,用光學和電腦視覺把接觸形變變成高解析度三維圖像,2022 年推出面向機器人的 GelSight Mini。

3. 面板與整機延伸者:從大面積陣列走向系統交付

JDI(日本):顯示面板廠跨界的代表,2022 年發佈基於 LTPS 有源矩陣的柔性觸覺感測器,通過有源矩陣讀出降低大面積陣列的串擾。

Wootzano(英國):在智慧芽“機器人皮膚”檢索口徑下專利數量居前(統計為 28 條),並將可拉伸電子皮膚整合進果蔬包裝機器人的靈巧手,以整機形式交付。

三類廠商的共同優勢,不只是某一種感測原理,而是把感測器、標定工具、軟體介面和客戶驗證組合成可交付產品。傳統廠商強在成熟度與管道,專業觸覺公司強在多維感知,面板與整機企業則試圖解決覆蓋面積和系統整合。海外競爭格局因此不是單點參數之爭,而是產品化路徑的競爭。

註:以上為不完全統計,企業按產業路徑與論述邏輯排列,不代表綜合實力排名。

八、中國廠商:產業化進展與代表企業

國內電子皮膚並不是沿同一條路線擴張,而是形成了三種產業化路徑:系統公司從感測器延伸到靈巧手與資料採集,材料和製造企業把塗布、復合與精密加工能力遷移到柔性陣列,技術初創則從晶片、離電和視觸覺等新原理切入。

1. 系統與資料閉環:從感測器走向整手交付

帕西尼感知科技(深圳):2021 年成立,團隊來自早稻田大學,走霍爾陣列式多維觸覺路線,產品從 PX-6AX 感測器、ITPU 處理單元延伸到 DexH13 靈巧手、TORA 人形機器人和全模態資料採集。其演講資料顯示,採集端已將第一視角、觸覺、空間軌跡等同步記錄,並配套標定、質檢、標註和模型驗證。這條路徑的關鍵不是產品鋪得多,而是把感知硬體、資料生產和模型訓練串成閉環。

途見科技(北京):以自研漿料和材料體係為基礎,向器件製造、電路讀出、觸覺資料與演算法延伸;TachinGlove 單手整合千級感測點位,公司開放原始碼的首批全手觸覺具身資料集覆蓋 20 類任務。在 RSS 2026 觸覺專題研討會介紹的材料識別實驗中,高解析度電子皮膚與時序演算法結合,使六種同形狀樣品的 Macro-F1 從僅使用本體感覺時的 0.26 提升至 0.51。這說明觸覺的價值正從“采到訊號”轉向“提升模型對接觸對象的理解”。

2. 材料與製造能力遷移:把成熟工藝變成量產基礎

福萊新材(嘉興):從塗布複合材料向壓阻式觸覺系統延伸。2025 年上半年中試線投產,同年 11 月發佈搭載觸覺 TPU 的第三代“芯感一體”電子皮膚;2026 年 2 月與靈心巧手達成 10 萬套採購合作,截至同年 8 月 31 日累計交付超過 3 萬套,主要搭載 Linker Hand O6。採購合作規模與已經完成的實際交付量需要區分。[43]

漢威科技 / 蘇州能斯達:國內較早佈局柔性觸覺的企業之一,覆蓋壓阻、壓電和電容等技術,已建設千萬隻級產線,並與近 30 家機器人企業開展合作及小批次供貨。

紐迪瑞科技(深圳):從柔性 MEMS 壓力感知延伸至機器人觸覺,指尖感測器可識別 0.05 N 的力變化,帶感測器的指關節模組可直接替換原有部件,並通過千萬次壽命測試。截至 2024 年 1 月,公司已披露實現機器人靈巧手觸覺感測器批次交付。它代表的是另一條工程化路徑:把觸覺做成可替換、可驗證、可交付的標準模組。

晶華新材 / 晶智感:2025 年 6 月成立晶智感,走壓阻路線,最小像素小於 1 毫米;已為靈心巧手提供觸覺方案,公司視訊展示的全掌電子皮膚具有 1397 個觸覺點。2026 年 7 月,公司披露已與多家靈巧手及具身智能企業開展合作研發,部分客戶進入小批次生產。[44]

猿聲先達(深圳):多維壓阻路線,Tacta 感測器厚 3 毫米、採樣頻率 1000 Hz;2025 年與上富電技投產車規級量產線,首期規劃年產 500 萬顆。

日盈電子(常州):從汽車感測器與零部件製造延伸至機器人觸覺,佈局全身及手掌壓阻式、指尖光電式和織物觸覺三類方案。公司 2026 年 7 月公告顯示,電子皮膚仍處於客戶端驗證及小批次試制階段,項目收入不足 1 萬元(未經審計)。這也說明,具備製造基礎和產品方案,並不等於已經形成規模收入。

3. 新型感測路線:從專用晶片到視觸覺

他山科技(北京):2017 年成立,做 AI 電容觸覺晶片,專利較早覆蓋海外。其核心位置是把電容讀出、訊號處理和演算法壓縮排專用晶片,降低觸覺模組的整合門檻。

賽感科技(深圳):2023 年成立,源自南方科技大學,走離電式路線,已建成離電型柔性感測器量產線。

視觸覺企業:戴盟(DM-Tac W)、千覺(XENSE-G1)、疊動(MEMS 視觸覺)等,解析度高,目前仍主要面向科研、靈巧手和高精度操作,但已有企業進入批次交付或量產驗證:戴盟披露視觸覺裝置累計實現萬片級出貨,千覺已展示整手方案和資料採集系統,疊動稱第一代毫米級產品已具備量產條件。[45]—[47]

註:以上為不完全統計,企業按產業化路徑與論述邏輯排列,不代表綜合實力排名。

中國廠商下一階段的分水嶺,不是有沒有樣品、產線或融資,而是能否拿出跨批次一致性、壽命和整機長期運行的交付資料。材料與工藝決定能不能穩定製造,晶片和演算法決定感知上限,客戶驗證則決定產品能否真正進入機器人供應鏈。

九、結語:電子皮膚的真正機會在那裡

特斯拉的專利、靈巧手廠商對指尖觸覺的競相配置,以及國內逐步落地的產線,讓電子皮膚進入了更大的產業視野。真正的機會不在“人形機器人概念”本身,而在於誰能把觸覺做成可量產、可標定、可整合的產品,在靈敏度、壽命、一致性、覆蓋面積和成本之間取得平衡。

競爭的核心,是材料、陣列製造、讀出演算法和整機驗證能否形成長期閉環。對中國廠商而言,下一階段既要補齊上游原創專利,也要積累跨批次一致性和長期運行證據;當觸覺進一步成為機器人訓練的資料入口,可訓練的高品質觸覺資料也將構成新的壁壘。

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