?恒立佳創(chuàng)：人形機器人觸覺感知的關鍵突破點

來源：發(fā)布時間：2025-05-20

一、靈巧手傳感器的雙重關鍵功能解析

靈巧手作為人形機器人實現精細操作的關鍵部件，其傳感器需承載兩大關鍵功能，分別對應觸覺 - 機械刺激與位置 - 本體刺激，共同構建機器人與物理世界的交互能力：

1. 觸覺 - 機械刺激：仿人交互的基礎感知

觸覺感知是機器人獲取外部環(huán)境信息的關鍵途徑，通過模擬人類皮膚的觸覺反饋，使機器人能夠實現物體識別、抓握力度控制、紋理感知等類人行為。這一功能主要通過觸覺傳感器實現，具體技術路徑包括：

壓阻式：通過材料受壓變形導致電阻變化測量力值，成本低但精度有限，適用于簡單接觸檢測。

電容式：利用電極間距變化引起的電容值波動感知壓力，精度較高且響應速度快，常用于需要動態(tài)反饋的場景。

壓電式：基于壓電材料（如石英、PVDF）將機械應力轉化為電荷信號，適合高頻動態(tài)力測量，如敲擊、振動感知。

光學式：通過光線遮擋或反射變化測量位移或壓力，具有抗電磁干擾、精度高的特點，但結構復雜、成本較高。

磁性傳感：利用磁場分布變化感知接觸力，如帕西尼感知科技的高精度陣列式觸覺傳感器，可同步捕捉六維力、材質、溫度等 15 種信息，觸覺采樣頻率達 100 萬次 / 秒，力識別精度達 0.01N，為行業(yè)前列水平。

此類傳感器可補充傳統(tǒng)視覺信息的不足，例如在無視覺輔助時通過接觸力判斷物體形狀、重量及表面粗糙度，特別提升機器人在復雜環(huán)境中的操作能力。

2. 位置 - 本體刺激：高維空間感知的關鍵

位置 - 本體刺激聚焦于機器人自身在空間中的定位與運動感知，解決 “如何感知空間位置” 的技術難題。六維力傳感器是實現這一功能的關鍵部件，其通過笛卡爾坐標系提供三個軸向力（Fx/Fy/Fz）和三個力矩（Mx/My/Mz），使機器人能夠實時感知手部姿態(tài)、接觸角度及施力方向。相較于只能測量單維或三維力的觸覺傳感器，六維力傳感器的獨特優(yōu)勢在于：

空間定位能力：通過力矢量分解，精確計算手部在三維空間中的位置偏移與旋轉角度，實現抓握姿態(tài)調整與路徑規(guī)劃。

動態(tài)交互優(yōu)化：在操作過程中實時監(jiān)測力 - 力矩變化，避免因施力不當導致物體滑落或設備損壞，提升操作安全性與穩(wěn)定性。

多模態(tài)融合基礎：與視覺、觸覺數據融合后，可構建更完整的環(huán)境感知模型，推動機器人從 “單一動作執(zhí)行” 向 “自主決策操作” 升級。

當前，六維力傳感器的技術壁壘較高，市場主要由美國 ATI 等海外廠商主導，但國內企業(yè)如柯力傳感（603662）、宇立儀器等已實現國產替代突破，產品精度接近國際水平，成本優(yōu)勢特別。

二、主流技術方案與廠商布局

1. 觸覺傳感器：多元技術路徑并行

帕西尼感知科技：采用磁性傳感方案，其高精度觸覺傳感器已應用于比亞迪投資的人形機器人項目，支持 1000Hz 高頻力輸出，觸覺信息維度豐富，接近人類觸感細膩度。

戴盟機器人：光學式觸覺傳感器通過紅外光路變化測量壓力分布，具有非接觸式測量、抗干擾能力強的特點，適用于醫(yī)療、精密裝配等場景。

他山科技 / 途見科技 / 能斯達：聚焦壓電式方案，利用壓電薄膜或陶瓷材料開發(fā)高靈敏度觸覺傳感器，成本較低且易于集成，適合大規(guī)模量產。

2. 六維力傳感器：國產替代加速

海外廠商：ATI 的 Nano系列17是行業(yè)旗艦，精度達 0.01N，但價格高達數十萬元，主要應用于科研與工業(yè)場景。

國內廠商：