汽車行業機器人系列六：怎么看觸覺傳感器（華泰證券研報）

每經AI快訊，2024年1月19日，華泰證券發布研報點評汽車行業。

觸覺傳感器從剛性向柔性化、高靈敏高陣列發展，特斯拉催化值得期待

靈巧手的觸覺傳感器為機器人手部抓握的核心元件，其底層技術原理是將壓力轉為電信號，估算法向力和剪切力，經數十年發展，從剛性感知路線向柔性化、高靈敏、高陣列發展。目前海外業界和學界已誕生較先進、應用廣泛的靈巧手觸覺感知方案，包括陣列式方案、實用性強的TakkTile，搭配壓力觸覺傳感器、24個自由度的Shadow Hand，搭配光學方案、測量估算接觸力和滑動力的GelSight，采用流體式方案、可測量法向力和剪切力的BioTac，以及搭配了全新雙手、能靈活抓握雞蛋的特斯拉GEN2機器人，往后看特斯拉手部傳感還存在相當的提升空間，期待其技術迭代持續催化賽道行情。

技術如何？衍生電容/壓電/壓阻/光學/流體式等多種技術，表現各有千秋

機器人觸覺傳感器已衍生出電阻式/電容式/壓電式/熱電式/磁電式/力敏式/光學式/超聲式/流體式等多種路線，其中壓阻式/電容式/壓電式為主流路線，技術成熟且產業有較多驗證：壓阻式和電容式原理相近，均為外力使電阻或電容發生變化；壓電式可以自發電，應用場景更廣泛；光學式一般有較高空間分辨率和較寬動態響應范圍，特殊產品品類可檢測法向力和剪切力；流體式方案典型代表為BioTac，其觸覺傳感由柔性橡膠皮、離子導電流體層等組成，當接觸力扭曲彈性皮膚和皮下的導電液體，檢測電阻抗變化，可通過機器學習測量法向力和剪切力，多為靈巧手實驗室使用。

發展如何？多模式和新型觸覺觸感器涌現，進一步優化感知性能

學界業界探索多種多模式和新型傳感器，以提升感知性能、降低生產難度。多模式觸覺傳感器路線包括多傳感技術融合，如在PVDF壓電薄膜添加電阻或電容敏感元件，可測量動態力和靜態力；集成電氣接口優化傳感器的制造流程；集成多域信號的功能感知結構，實現多陣列單芯片。此外近年也涌現新型傳感器，如量子隧道效應傳感器、有機場效應晶體管傳感器、結構聲觸覺傳感器、納米觸覺傳感器等。其中量子隧道效應傳感器由金屬體和彈性導電體材料構成，能感受微小形變、檢測針尖與目標物體的作用力，但易磨損。

壁壘如何？材料+工藝+算法提升甚至新增傳感能力，構筑行業高競爭壁壘

觸覺傳感的核心指標為空間分辨率/力敏感性/減少零漂和邊緣層盲區檢測/優化處理數據等，材料+工藝+算法三端優化可改善感知能力：材料端直接影響性能和壽命，不同傳感路線需適配不同材料，而材料改性可直接提高傳感性能、新增傳感能力，如通過材料的化學功能化，多壁碳納米管既可用于傳統柔性觸覺傳感，也可用于熱觸覺傳感和電子皮膚。加工端上MEMS工藝可高精度加工二三維微結構，產品量產一致性好，但設備易磨損，產業探索結合微觀結構和宏觀制備的微凹版印刷工藝生產柔性電子薄膜。算法上涉及復雜的標定-解耦算法，需大量實驗數據支撐，對廠商的軟件能力要求較高。

投資機遇何處？國產化進程尚不清晰，或演繹映射主題投資行情

我們認為觸覺傳感器賽道或演繹映射主題行情：核心催化或主要來自特斯拉公開視頻展示的靈巧手動作，在硬件終局方案趨于收斂下，靈巧手為少數技術變動性較大的核心部位，我們判斷后續或有動作更優化、測試內容更多的手部展示，有望持續催化賽道行情；該板塊國產化進程尚不清晰，海內外技術差距較大，我們判斷，具有柔性傳感技術儲備、MEMS相關制備工藝、柔性感知材料認知較強、電子皮膚技術同源的國產廠商或享有映射投資紅利。

風險提示：技術進度不及預期；國產化進程不及預期。

(來源：慧博投研)

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(編輯 曾健輝)