灵巧手系列之感知系统:触觉传感器

智车科技

3天前

分布式触觉传感器(电子皮肤),是一种将传感功能像“皮肤”一样大面积、无缝、共形地覆盖在机器人复杂三维表面的感知系统。...特点:在结构上,它是一种可无缝贴合复杂曲面的柔性感知表层,形态高度可定制。...那么,阵列式触觉传感器与分布式触觉传感器(电子皮肤)有何区别。

触觉传感器是灵巧手实现高精度、安全交互的关键外部传感器,主要部署于指尖、指腹及手掌等与物体直接接触的部位。为全面感知接触状态,部分灵巧手甚至采用了全手覆盖的传感器阵列布局。

其核心作用在于精准捕捉物体属性(重量、刚度、纹理(粗糙/ 平滑)、大小、形状等)和接触状态(正压力、剪切力、接触位置、滑移趋势、压力分布等),为抓取操作提供闭环反馈。它在一定程度上决定了人形机器人完成易碎品抓取、精密装配等复杂任务的能力上限。

一、触觉传感器的分类

触觉传感器存在多种分类维度,下文将基于结构形式、传感原理以及基底材料的力学特性三种常见的分类体系,进行详细说明。

1. 按结构形式分类

触觉传感器的结构形式与其空间感知能力及适用场景直接关联,例如在测量维度(点、面、体)、覆盖面积和柔性程度上存在差异。据此,依据结构形式的不同大致可以划分为三类:单点式触觉传感器、阵列式触觉传感器以及分布式触觉传感器/电子皮肤。

1)单点式触觉传感器

单点式触觉传感器是指仅包含单个传感单元,用于检测单个接触点上的一个或多个力学分量(如法向压力、三维力/力矩)的传感器,无法区分空间位置或分布信息,即不具备空间分辨能力。

特点:结构简单、体积小、成本低,无空间分布感知能力。

2)阵列式触觉传感器

阵列式触觉传感器是一种将多个离散的触觉敏感单元(称为“触觉像素”或 Taxel)以规则的矩阵形式(如M×N)集成在特定基底上的传感器。可同步采集二维平面内的压力 / 力分布数据,实现 “离散点位的分布式感知”。它本质上是一个 “触觉相机” ,通过感知每个“像素”点的压力,在特定区域生成一张触觉的“照片”。

特点:在结构上,采用离散的触觉像素点阵结构,空间布局规则固定;在功能上,专精于局部高分辨率触觉“成像”,以识别物体精细形状与压力分布;在应用上,作为独立功能模块,安装于机器人特定关键部位。

3)分布式触觉传感器(电子皮肤)

分布式触觉传感器(电子皮肤),是一种将传感功能像“皮肤”一样大面积、无缝、共形地覆盖在机器人复杂三维表面的感知系统。其设计目标是实现载体表面大范围乃至全覆盖的触觉感知能力,而不仅仅是实现局部感知。

特点:在结构上,它是一种可无缝贴合复杂曲面的柔性感知表层,形态高度可定制。在功能上,核心能力在于为实现大范围或全覆盖的触觉感知提供技术范式,首要目标是建立空间的感知存在性。在应用上,可作为系统级“皮肤”与机器人本体深度融合,具备网络化与可扩展性。

那么,阵列式触觉传感器与分布式触觉传感器(电子皮肤)有何区别?

阵列式触觉传感器和分布式触觉传感器(电子皮肤)的本质区别,不在于物理尺度的大小,而在于其设计范式、与载体(如机器人本体)的集成关系以及系统的可扩展性。

我们可以这样理解:阵列式触觉传感器是一个“功能部件或模块”;而电子皮肤(分布式触觉传感器)是一个“感知系统或覆盖层”。

2. 按传感机制分类

根据传感机制不同(工作原理和测量对象的不同),触觉传感器可分为压阻式、电容式、压电式、光电式、电磁式等。  其中压阻式与电容式传感器结构简单、成本低,是灵巧手较为常用的触觉传感器。

不同传感机制的触觉传感器

图片来源:《柔性仿生触觉感知技术:从电子皮肤传感器到神经拟态触觉感知系统》

不同类型触觉传感器对比(机器觉醒时代制图)

3. 按基底材料的力学特性分类

基于基底材料的力学特性,触觉传感器可划分为三大类型:刚性触觉传感器、柔性触觉传感器和刚柔混合触觉传感器。

其中,刚柔混合类特指那些通过异质材料与结构集成,将刚性元件的高性能与柔性基底的顺应性有机结合的系统,其典型代表即是“刚性核心 + 柔性封装”的复合结构。

1)刚性触觉传感器

传感器的基底、传感单元和封装结构主要均由刚性材料构成,整体不具备或仅具备微小的形变能力。典型结构为PCB板载传感器、基于硅片的MEMS传感器阵列。具有精度高、稳定性好,易于集成与制造等优点。但是,也存在顺应性差,不适于柔性表面,且安全性较低的缺点。

2)柔性触觉传感器

传感器的基底、互联线路和敏感单元全部或大部分由柔性材料构成,整体能够在应力作用下发生大幅度的、可恢复的弹性形变。典型结构是将导电纳米材料(如碳纳米管、石墨烯)、液态金属或柔性电极嵌入/印刷在PDMS等弹性体薄膜中。具有顺应性好、安全性高的优势。同时,也存在迟滞、蠕变、信号串扰等问题,长期稳定性挑战更大。

3)刚柔混合触觉传感器

在同一个传感器系统中,同时集成了刚性功能模块和柔性结构/材料,通过机械与电气设计,使两者协同工作,以实现单一刚性或柔性传感器无法达到的综合性能。兼顾了精度与适应性,既能实现高保真度的信号测量,又能像皮肤一样与物体共形接触。但是设计和制造工艺复杂,刚性与柔性材料界面处的应力集中可能导致可靠性问题。

通过上述定义可以看到,柔性触觉传感器可能也会存在小部分刚性元件。那么,又该如何判断一个传感器是“柔性”还是“刚柔混合”? 关键在于审视其核心敏感单元的力学性质以及它在感知过程中所扮演的角色:

如果敏感单元本身被设计成可大幅形变的,并利用此形变来感知,那么它就是柔性传感器。

如果敏感单元是一个独立的、力求稳定的微型刚性器件,柔性结构只是为其提供力学接口和封装,那么它就是刚柔混合传感器。

二、触觉传感器的核心性能指标

触觉传感器的核心性能指标定义了其感知能力和适用场景,是评价和选择传感器的关键依据。这些指标大致可以分为两大类:静态性能指标和动态性能指标。

静态性能指标描述了传感器在稳定或缓慢变化的力/压力作用下的响应特性,主要包括灵敏度、量程、线性度、迟滞、重复性以及分辨率等。而动态性能指标描述了传感器对快速变化的输入信号的响应能力,主要包括响应时间和频率响应等。

另外,触觉传感器的指标评价需结合具体应用场景,确保其在特定环境和需求下的有效性与适用性。

触觉传感器关键性能指标(机器觉醒时代制图)

三、触觉传感器重点企业介绍

1.帕西尼

帕西尼感知科技(深圳)有限公司于成立于2021 年 6 月,总部位于深圳。公司定位为致力于开发全球领先的全场景应用触觉数字化与触感技术的企业,其创始成员来自日本早稻田大学机器人实验室。

公司核心产品包括ITPU多维触觉传感器(专业级-PX-6AX、消费级-PX-3AX)、多维触觉灵巧手(GMH18、DexH5和DexH13)和多维触觉人形机器人(TORA-ONE和TORA DOUBLE ONE)。其客户群体广泛分布于工业制造、3C电子、医疗康养、车机产线、商业服务等重点行业领域。

在触觉传感器领域,公司自主研发生产的多维度触觉传感技术由HAPTA( Hetero-Array Probing Tactile Architecture ) 异构多核阵列软硬件架构实现 ,其下集成ITPU多维触觉传感单元和触觉算法,能全面支撑ITPU在复杂的泛用场景下精准感知,为机器人用户提供易用且丰富的触觉信息,进行毫秒级决策和高层级感知。

2025年世界机器人大会上,帕西尼全球首发其第三代多维触觉传感器矩阵 PX-6AX-GEN3。该产品采用第三代自研芯片及封装技术与 AMSS 全模量测量系统,能够以每秒数百万次的高频率对多层嵌套磁场阵列分布进行高精度采集,经传感器内封装的非线性力学反演算法处理,最终以极高可靠性与 1000Hz 频率输出六维力(三维力+三维力矩)、力分布、材质、温度、回弹等 15 种触觉感知信息,并以 0.01N 的精细力识别能力与全量程 <0.5%FS 级重复精度,为具身智能体提供丰富细腻、稳定可靠的触觉交互信息。

第三代多维触觉传感器PX-6AX-GEN3涵盖Elite、Core、Omega 三大系列共 12 款不同尺寸及型号。其中 Elite 系列提供超高性价比与高性能指标;Core 系列配备了更密集的测点与更多构型的选择;而 Omega 系列通过表层结构优化,具备更大的接触面积,接触适应性显著提升。

PX-6AX-GEN3三大不同系列产品(图片来源:帕西尼)

2. 它山科技

北京他山科技有限公司成立于2017年 ,总部位于北京,是人工智能触觉传感芯片及应用解决方案研发商。公司自研的触觉传感器,具备高精度三维力实时感知、材质识别和接近觉感知,同时实现了多触觉传感单元的动态协同感知,有效促进了人形机器人场景闭环及泛化能力,提高了人机交互智能化水平和服务质量。

公司通过自研数模混合AI触感芯片及触觉感知算法解决了触觉多维感知信号同时解析的难题。

公司在人形机器人领域主要提供触觉传感器、电子皮肤,另外在汽车、家电、消费电子等领域也有广泛应用。

目前,触觉传感器在机器人应用领域,它山科技主要提供的产品有:TS-F系列指尖触觉传感器和TS-E 系列机械手触觉传感器。

1)TS-F系列指尖触觉传感器:集成接近觉、三维力检测、温差与纹理感知功能,灵敏度达0.01N,可精准输出法向力、切向力及力的分布状态。

目前已适配因时机器人、强脑科技、灵巧智能、灵心巧手等企业的灵巧手产品,支持标准化集成与定制化开发双重模式。

2)TS-E 系列机械手触觉传感器:模拟人类手指皮肤特性,实现了非接触(接近觉)与接触检测的无缝融合。该系列产品能精准识别物体的形状、位置和摩擦力,支持三维力测量,可广泛适配各类机器人夹爪。

TS-F系列和TS-E系列触觉传感器(图片来源:它山科技)

3.千觉机器人

千觉机器人(XENSE ROBOTICS)成立于2024年5月,总部位于上海。公司专注于研发面向机器人精细操作的多模态触觉感知与智能技术,致力于为新一代人形机器人与物理环境自主交互提供了全新的触觉感知能力,帮助机器人突破灵巧操作的瓶颈。

目前,千觉机器人相关产品包括高分辨率多模态触觉传感器、触觉感知与控制智能化模组等。

公司自研高精度触觉传感器G1-WS专为机器人夹爪设计,通过提供多模态、高分辨率的触觉信息,能够感知到细微的物体特征和变形。

据了解,在多模态感知方面,触觉传感器G1-WS能够精准感知包括三维形状、三维力分布以及六维合力等多种触觉信息。测量分辨率精度达到每平方厘米5万个测量点,X/Y方向轴精度为0.03mm,Z方向轴精度为0.06mm。同时,通过优化算法,使得每帧深度场的处理时间仅需10ms。

在结构设计上,G1-WS采用了独特的楔形结构,前端更加细窄,专为应对狭窄区域的复杂工况而生,即使是在约为1cm宽度的狭小区域,G1-WS依然能够提供灵活精确的感知能力。

在应用方面,G1-WS应用在了智元机器人AgiBot World数据采集中。

千觉G1-WS传感器为智元机器人提供末端触觉感知

4. 墨现科技

墨现科技(东莞)有限公司成立于2021 年 8 月 ,总部位于东莞市。公司专注于触觉传感器领域,致力于探索更低成本、更高耐久、更加灵活柔性的电子皮肤方案。

目前,墨现科技已在消费、医疗康养、工业及汽车等大量场景中实现应用,此外,墨现正在将电子皮肤技术从灵巧手和机械臂拓展到机器人本体的其他部位,如头部、胸部、腿部和脚部。

未来,还将计划实现机器人全身的触觉覆盖,进一步提升机器人在人机交互中的表现。

1)指尖压力触觉传感器

技术原理上,墨现科技通过逾渗式方案,解决了传统传感器的灵敏度和量程矛盾。产品高度集成,尺寸小巧(20 * 14 * 4.8mm),却拥有96个密集压感点位,单个像素仅0.8 * 0.8mm,触发压力低至3.5克(相当于一根笔芯的重量),能识别从轻柔触碰(如抓取鸡蛋)到工业级操作的全场景需求。

指尖触觉传感器触发压力低至3.5g(图片来源:墨现科技)

2)协同机械臂电子皮肤

采用柔性包覆设计:传感器利用LDS与模压工艺制造,实现在多曲面上高达95%的覆盖面积,可识别外界微小触碰与力度变化。

产品采用高柔性材料(厚度仅120um),能紧密贴附于各种曲面,通过实时反馈控制系统,实现精准防撞交互。

规格上可定制感应点位,压力范围覆盖单点50g至5.5kg,压力分级达255级,测量精度±10%。

墨现科技的电子皮肤是基于薄膜式触觉传感器的解决方案,具有结构简单、高密度、高灵敏度和大量程的特点。

5. 模量科技

深圳市模量科技有限公司成立于2024年12月 ,公司总部位于深圳,是一家拥有先进触觉传感技术的公司,致力于推动新一代多模态触觉感知技术进入工业级和家用级具身智能应用。

公司拥有自主研发的高密度阵列式触觉传感技术、三维力传感器技术、多模态传感器技术、温度压力一体化传感技术。产品线包括具身智能触觉传感模组、全柔性电子皮肤、工业压力分布测试系统、高灵敏温压传感器、织物类柔性传感器以及消费级柔性传感器。

触觉传感器模组与电子皮肤(图片来源:模量科技)

在具身智能方向,公司已与多家机器人及灵巧手企业合作,提供触觉感知模组,提升抓取与操作精度。

6. 能斯达电子

苏州能斯达电子科技有限公司成立于2013年,公司总部位于苏州,是汉威科技的成员企业。公司专注于柔性微纳传感技术的研发和产业化,掌握了柔性压阻、柔性压电、柔性温湿度、柔性电容四大核心技术。

公司主要产品包括柔性压力传感器、柔性压电传感器、柔性织物、柔性应变传感器、柔性温湿度传感器、柔性热敏传感器、柔性电容传感器七大产品系列。

在应用领域方面,能斯达电子实现了柔性微纳传感器在消费电子、健康医疗、IOT等战略新兴产业中的广泛应用。在机器人应用领域,公司可以提供压电式、压阻式以及电容式等多种类型的触觉传感器。

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能斯达柔性微纳传感器产品(图片来源:能斯达电子)

原文标题 : 灵巧手系列之感知系统:触觉传感器

分布式触觉传感器(电子皮肤),是一种将传感功能像“皮肤”一样大面积、无缝、共形地覆盖在机器人复杂三维表面的感知系统。...特点:在结构上,它是一种可无缝贴合复杂曲面的柔性感知表层,形态高度可定制。...那么,阵列式触觉传感器与分布式触觉传感器(电子皮肤)有何区别。

触觉传感器是灵巧手实现高精度、安全交互的关键外部传感器,主要部署于指尖、指腹及手掌等与物体直接接触的部位。为全面感知接触状态,部分灵巧手甚至采用了全手覆盖的传感器阵列布局。

其核心作用在于精准捕捉物体属性(重量、刚度、纹理(粗糙/ 平滑)、大小、形状等)和接触状态(正压力、剪切力、接触位置、滑移趋势、压力分布等),为抓取操作提供闭环反馈。它在一定程度上决定了人形机器人完成易碎品抓取、精密装配等复杂任务的能力上限。

一、触觉传感器的分类

触觉传感器存在多种分类维度,下文将基于结构形式、传感原理以及基底材料的力学特性三种常见的分类体系,进行详细说明。

1. 按结构形式分类

触觉传感器的结构形式与其空间感知能力及适用场景直接关联,例如在测量维度(点、面、体)、覆盖面积和柔性程度上存在差异。据此,依据结构形式的不同大致可以划分为三类:单点式触觉传感器、阵列式触觉传感器以及分布式触觉传感器/电子皮肤。

1)单点式触觉传感器

单点式触觉传感器是指仅包含单个传感单元,用于检测单个接触点上的一个或多个力学分量(如法向压力、三维力/力矩)的传感器,无法区分空间位置或分布信息,即不具备空间分辨能力。

特点:结构简单、体积小、成本低,无空间分布感知能力。

2)阵列式触觉传感器

阵列式触觉传感器是一种将多个离散的触觉敏感单元(称为“触觉像素”或 Taxel)以规则的矩阵形式(如M×N)集成在特定基底上的传感器。可同步采集二维平面内的压力 / 力分布数据,实现 “离散点位的分布式感知”。它本质上是一个 “触觉相机” ,通过感知每个“像素”点的压力,在特定区域生成一张触觉的“照片”。

特点:在结构上,采用离散的触觉像素点阵结构,空间布局规则固定;在功能上,专精于局部高分辨率触觉“成像”,以识别物体精细形状与压力分布;在应用上,作为独立功能模块,安装于机器人特定关键部位。

3)分布式触觉传感器(电子皮肤)

分布式触觉传感器(电子皮肤),是一种将传感功能像“皮肤”一样大面积、无缝、共形地覆盖在机器人复杂三维表面的感知系统。其设计目标是实现载体表面大范围乃至全覆盖的触觉感知能力,而不仅仅是实现局部感知。

特点:在结构上,它是一种可无缝贴合复杂曲面的柔性感知表层,形态高度可定制。在功能上,核心能力在于为实现大范围或全覆盖的触觉感知提供技术范式,首要目标是建立空间的感知存在性。在应用上,可作为系统级“皮肤”与机器人本体深度融合,具备网络化与可扩展性。

那么,阵列式触觉传感器与分布式触觉传感器(电子皮肤)有何区别?

阵列式触觉传感器和分布式触觉传感器(电子皮肤)的本质区别,不在于物理尺度的大小,而在于其设计范式、与载体(如机器人本体)的集成关系以及系统的可扩展性。

我们可以这样理解:阵列式触觉传感器是一个“功能部件或模块”;而电子皮肤(分布式触觉传感器)是一个“感知系统或覆盖层”。

2. 按传感机制分类

根据传感机制不同(工作原理和测量对象的不同),触觉传感器可分为压阻式、电容式、压电式、光电式、电磁式等。  其中压阻式与电容式传感器结构简单、成本低,是灵巧手较为常用的触觉传感器。

不同传感机制的触觉传感器

图片来源:《柔性仿生触觉感知技术:从电子皮肤传感器到神经拟态触觉感知系统》

不同类型触觉传感器对比(机器觉醒时代制图)

3. 按基底材料的力学特性分类

基于基底材料的力学特性,触觉传感器可划分为三大类型:刚性触觉传感器、柔性触觉传感器和刚柔混合触觉传感器。

其中,刚柔混合类特指那些通过异质材料与结构集成,将刚性元件的高性能与柔性基底的顺应性有机结合的系统,其典型代表即是“刚性核心 + 柔性封装”的复合结构。

1)刚性触觉传感器

传感器的基底、传感单元和封装结构主要均由刚性材料构成,整体不具备或仅具备微小的形变能力。典型结构为PCB板载传感器、基于硅片的MEMS传感器阵列。具有精度高、稳定性好,易于集成与制造等优点。但是,也存在顺应性差,不适于柔性表面,且安全性较低的缺点。

2)柔性触觉传感器

传感器的基底、互联线路和敏感单元全部或大部分由柔性材料构成,整体能够在应力作用下发生大幅度的、可恢复的弹性形变。典型结构是将导电纳米材料(如碳纳米管、石墨烯)、液态金属或柔性电极嵌入/印刷在PDMS等弹性体薄膜中。具有顺应性好、安全性高的优势。同时,也存在迟滞、蠕变、信号串扰等问题,长期稳定性挑战更大。

3)刚柔混合触觉传感器

在同一个传感器系统中,同时集成了刚性功能模块和柔性结构/材料,通过机械与电气设计,使两者协同工作,以实现单一刚性或柔性传感器无法达到的综合性能。兼顾了精度与适应性,既能实现高保真度的信号测量,又能像皮肤一样与物体共形接触。但是设计和制造工艺复杂,刚性与柔性材料界面处的应力集中可能导致可靠性问题。

通过上述定义可以看到,柔性触觉传感器可能也会存在小部分刚性元件。那么,又该如何判断一个传感器是“柔性”还是“刚柔混合”? 关键在于审视其核心敏感单元的力学性质以及它在感知过程中所扮演的角色:

如果敏感单元本身被设计成可大幅形变的,并利用此形变来感知,那么它就是柔性传感器。

如果敏感单元是一个独立的、力求稳定的微型刚性器件,柔性结构只是为其提供力学接口和封装,那么它就是刚柔混合传感器。

二、触觉传感器的核心性能指标

触觉传感器的核心性能指标定义了其感知能力和适用场景,是评价和选择传感器的关键依据。这些指标大致可以分为两大类:静态性能指标和动态性能指标。

静态性能指标描述了传感器在稳定或缓慢变化的力/压力作用下的响应特性,主要包括灵敏度、量程、线性度、迟滞、重复性以及分辨率等。而动态性能指标描述了传感器对快速变化的输入信号的响应能力,主要包括响应时间和频率响应等。

另外,触觉传感器的指标评价需结合具体应用场景,确保其在特定环境和需求下的有效性与适用性。

触觉传感器关键性能指标(机器觉醒时代制图)

三、触觉传感器重点企业介绍

1.帕西尼

帕西尼感知科技(深圳)有限公司于成立于2021 年 6 月,总部位于深圳。公司定位为致力于开发全球领先的全场景应用触觉数字化与触感技术的企业,其创始成员来自日本早稻田大学机器人实验室。

公司核心产品包括ITPU多维触觉传感器(专业级-PX-6AX、消费级-PX-3AX)、多维触觉灵巧手(GMH18、DexH5和DexH13)和多维触觉人形机器人(TORA-ONE和TORA DOUBLE ONE)。其客户群体广泛分布于工业制造、3C电子、医疗康养、车机产线、商业服务等重点行业领域。

在触觉传感器领域,公司自主研发生产的多维度触觉传感技术由HAPTA( Hetero-Array Probing Tactile Architecture ) 异构多核阵列软硬件架构实现 ,其下集成ITPU多维触觉传感单元和触觉算法,能全面支撑ITPU在复杂的泛用场景下精准感知,为机器人用户提供易用且丰富的触觉信息,进行毫秒级决策和高层级感知。

2025年世界机器人大会上,帕西尼全球首发其第三代多维触觉传感器矩阵 PX-6AX-GEN3。该产品采用第三代自研芯片及封装技术与 AMSS 全模量测量系统,能够以每秒数百万次的高频率对多层嵌套磁场阵列分布进行高精度采集,经传感器内封装的非线性力学反演算法处理,最终以极高可靠性与 1000Hz 频率输出六维力(三维力+三维力矩)、力分布、材质、温度、回弹等 15 种触觉感知信息,并以 0.01N 的精细力识别能力与全量程 <0.5%FS 级重复精度,为具身智能体提供丰富细腻、稳定可靠的触觉交互信息。

第三代多维触觉传感器PX-6AX-GEN3涵盖Elite、Core、Omega 三大系列共 12 款不同尺寸及型号。其中 Elite 系列提供超高性价比与高性能指标;Core 系列配备了更密集的测点与更多构型的选择;而 Omega 系列通过表层结构优化,具备更大的接触面积,接触适应性显著提升。

PX-6AX-GEN3三大不同系列产品(图片来源:帕西尼)

2. 它山科技

北京他山科技有限公司成立于2017年 ,总部位于北京,是人工智能触觉传感芯片及应用解决方案研发商。公司自研的触觉传感器,具备高精度三维力实时感知、材质识别和接近觉感知,同时实现了多触觉传感单元的动态协同感知,有效促进了人形机器人场景闭环及泛化能力,提高了人机交互智能化水平和服务质量。

公司通过自研数模混合AI触感芯片及触觉感知算法解决了触觉多维感知信号同时解析的难题。

公司在人形机器人领域主要提供触觉传感器、电子皮肤,另外在汽车、家电、消费电子等领域也有广泛应用。

目前,触觉传感器在机器人应用领域,它山科技主要提供的产品有:TS-F系列指尖触觉传感器和TS-E 系列机械手触觉传感器。

1)TS-F系列指尖触觉传感器:集成接近觉、三维力检测、温差与纹理感知功能,灵敏度达0.01N,可精准输出法向力、切向力及力的分布状态。

目前已适配因时机器人、强脑科技、灵巧智能、灵心巧手等企业的灵巧手产品,支持标准化集成与定制化开发双重模式。

2)TS-E 系列机械手触觉传感器:模拟人类手指皮肤特性,实现了非接触(接近觉)与接触检测的无缝融合。该系列产品能精准识别物体的形状、位置和摩擦力,支持三维力测量,可广泛适配各类机器人夹爪。

TS-F系列和TS-E系列触觉传感器(图片来源:它山科技)

3.千觉机器人

千觉机器人(XENSE ROBOTICS)成立于2024年5月,总部位于上海。公司专注于研发面向机器人精细操作的多模态触觉感知与智能技术,致力于为新一代人形机器人与物理环境自主交互提供了全新的触觉感知能力,帮助机器人突破灵巧操作的瓶颈。

目前,千觉机器人相关产品包括高分辨率多模态触觉传感器、触觉感知与控制智能化模组等。

公司自研高精度触觉传感器G1-WS专为机器人夹爪设计,通过提供多模态、高分辨率的触觉信息,能够感知到细微的物体特征和变形。

据了解,在多模态感知方面,触觉传感器G1-WS能够精准感知包括三维形状、三维力分布以及六维合力等多种触觉信息。测量分辨率精度达到每平方厘米5万个测量点,X/Y方向轴精度为0.03mm,Z方向轴精度为0.06mm。同时,通过优化算法,使得每帧深度场的处理时间仅需10ms。

在结构设计上,G1-WS采用了独特的楔形结构,前端更加细窄,专为应对狭窄区域的复杂工况而生,即使是在约为1cm宽度的狭小区域,G1-WS依然能够提供灵活精确的感知能力。

在应用方面,G1-WS应用在了智元机器人AgiBot World数据采集中。

千觉G1-WS传感器为智元机器人提供末端触觉感知

4. 墨现科技

墨现科技(东莞)有限公司成立于2021 年 8 月 ,总部位于东莞市。公司专注于触觉传感器领域,致力于探索更低成本、更高耐久、更加灵活柔性的电子皮肤方案。

目前,墨现科技已在消费、医疗康养、工业及汽车等大量场景中实现应用,此外,墨现正在将电子皮肤技术从灵巧手和机械臂拓展到机器人本体的其他部位,如头部、胸部、腿部和脚部。

未来,还将计划实现机器人全身的触觉覆盖,进一步提升机器人在人机交互中的表现。

1)指尖压力触觉传感器

技术原理上,墨现科技通过逾渗式方案,解决了传统传感器的灵敏度和量程矛盾。产品高度集成,尺寸小巧(20 * 14 * 4.8mm),却拥有96个密集压感点位,单个像素仅0.8 * 0.8mm,触发压力低至3.5克(相当于一根笔芯的重量),能识别从轻柔触碰(如抓取鸡蛋)到工业级操作的全场景需求。

指尖触觉传感器触发压力低至3.5g(图片来源:墨现科技)

2)协同机械臂电子皮肤

采用柔性包覆设计:传感器利用LDS与模压工艺制造,实现在多曲面上高达95%的覆盖面积,可识别外界微小触碰与力度变化。

产品采用高柔性材料(厚度仅120um),能紧密贴附于各种曲面,通过实时反馈控制系统,实现精准防撞交互。

规格上可定制感应点位,压力范围覆盖单点50g至5.5kg,压力分级达255级,测量精度±10%。

墨现科技的电子皮肤是基于薄膜式触觉传感器的解决方案,具有结构简单、高密度、高灵敏度和大量程的特点。

5. 模量科技

深圳市模量科技有限公司成立于2024年12月 ,公司总部位于深圳,是一家拥有先进触觉传感技术的公司,致力于推动新一代多模态触觉感知技术进入工业级和家用级具身智能应用。

公司拥有自主研发的高密度阵列式触觉传感技术、三维力传感器技术、多模态传感器技术、温度压力一体化传感技术。产品线包括具身智能触觉传感模组、全柔性电子皮肤、工业压力分布测试系统、高灵敏温压传感器、织物类柔性传感器以及消费级柔性传感器。

触觉传感器模组与电子皮肤(图片来源:模量科技)

在具身智能方向,公司已与多家机器人及灵巧手企业合作,提供触觉感知模组,提升抓取与操作精度。

6. 能斯达电子

苏州能斯达电子科技有限公司成立于2013年,公司总部位于苏州,是汉威科技的成员企业。公司专注于柔性微纳传感技术的研发和产业化,掌握了柔性压阻、柔性压电、柔性温湿度、柔性电容四大核心技术。

公司主要产品包括柔性压力传感器、柔性压电传感器、柔性织物、柔性应变传感器、柔性温湿度传感器、柔性热敏传感器、柔性电容传感器七大产品系列。

在应用领域方面,能斯达电子实现了柔性微纳传感器在消费电子、健康医疗、IOT等战略新兴产业中的广泛应用。在机器人应用领域,公司可以提供压电式、压阻式以及电容式等多种类型的触觉传感器。

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能斯达柔性微纳传感器产品(图片来源:能斯达电子)

原文标题 : 灵巧手系列之感知系统:触觉传感器

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