?恒立佳创：人形机器人触觉感知的关键突破点

来源：发布时间：2025-05-20

一、灵巧手传感器的双重关键功能解析

灵巧手作为人形机器人实现精细操作的关键部件，其传感器需承载两大关键功能，分别对应触觉 - 机械刺激与位置 - 本体刺激，共同构建机器人与物理世界的交互能力：

1. 触觉 - 机械刺激：仿人交互的基础感知

触觉感知是机器人获取外部环境信息的关键途径，通过模拟人类皮肤的触觉反馈，使机器人能够实现物体识别、抓握力度控制、纹理感知等类人行为。这一功能主要通过触觉传感器实现，具体技术路径包括：

压阻式：通过材料受压变形导致电阻变化测量力值，成本低但精度有限，适用于简单接触检测。

电容式：利用电极间距变化引起的电容值波动感知压力，精度较高且响应速度快，常用于需要动态反馈的场景。

压电式：基于压电材料（如石英、PVDF）将机械应力转化为电荷信号，适合高频动态力测量，如敲击、振动感知。

光学式：通过光线遮挡或反射变化测量位移或压力，具有抗电磁干扰、精度高的特点，但结构复杂、成本较高。

磁性传感：利用磁场分布变化感知接触力，如帕西尼感知科技的高精度阵列式触觉传感器，可同步捕捉六维力、材质、温度等 15 种信息，触觉采样频率达 100 万次 / 秒，力识别精度达 0.01N，为行业前列水平。

此类传感器可补充传统视觉信息的不足，例如在无视觉辅助时通过接触力判断物体形状、重量及表面粗糙度，特别提升机器人在复杂环境中的操作能力。

2. 位置 - 本体刺激：高维空间感知的关键

位置 - 本体刺激聚焦于机器人自身在空间中的定位与运动感知，解决 “如何感知空间位置” 的技术难题。六维力传感器是实现这一功能的关键部件，其通过笛卡尔坐标系提供三个轴向力（Fx/Fy/Fz）和三个力矩（Mx/My/Mz），使机器人能够实时感知手部姿态、接触角度及施力方向。相较于只能测量单维或三维力的触觉传感器，六维力传感器的独特优势在于：

空间定位能力：通过力矢量分解，精确计算手部在三维空间中的位置偏移与旋转角度，实现抓握姿态调整与路径规划。

动态交互优化：在操作过程中实时监测力 - 力矩变化，避免因施力不当导致物体滑落或设备损坏，提升操作安全性与稳定性。

多模态融合基础：与视觉、触觉数据融合后，可构建更完整的环境感知模型，推动机器人从 “单一动作执行” 向 “自主决策操作” 升级。

当前，六维力传感器的技术壁垒较高，市场主要由美国 ATI 等海外厂商主导，但国内企业如柯力传感（603662）、宇立仪器等已实现国产替代突破，产品精度接近国际水平，成本优势特别。

二、主流技术方案与厂商布局

1. 触觉传感器：多元技术路径并行

帕西尼感知科技：采用磁性传感方案，其高精度触觉传感器已应用于比亚迪投资的人形机器人项目，支持 1000Hz 高频力输出，触觉信息维度丰富，接近人类触感细腻度。

戴盟机器人：光学式触觉传感器通过红外光路变化测量压力分布，具有非接触式测量、抗干扰能力强的特点，适用于医疗、精密装配等场景。

他山科技 / 途见科技 / 能斯达：聚焦压电式方案，利用压电薄膜或陶瓷材料开发高灵敏度触觉传感器，成本较低且易于集成，适合大规模量产。

2. 六维力传感器：国产替代加速

海外厂商：ATI 的 Nano系列17是行业旗舰，精度达 0.01N，但价格高达数十万元，主要应用于科研与工业场景。

国内厂商：