新一代薄膜压力传感，重塑机器人触觉未来

由深圳市人民政府主办的第二十七届高交会于2025年11月14日-16日在深圳举行。作为高交会的重要论坛“中国高新技术论坛”于11月14日举办，论坛主题为：人工智能赋能未来产业发展”。悟通感控创始人兼CEO陈立洋首先解释了触觉传感器到底是什么？他表示，在人类进化中，感知、学习、思考、行动构成了智能演化的核心循环。而当下机器人技术里，执行层面已有诸多突破，触觉感知环节却相对滞后——这正是机器人难以实现我们美好愿景的关键短板。对人类而言，握笔、抓取鸡蛋、鼠标或香蕉这类简单动作，对机器人来说却极具挑战。

陈立洋指出，触觉传感器的核心使命，是赋予机器人灵巧手精准抓握的能力；而悟通感控要攻克的，是传感器“可装配、装配后稳定可靠”的关键难题。“我们真正需要的，是具备高柔性、高灵敏度、高稳定性的薄膜传感器——这正是悟通投身薄膜传感器研发的初心。”

此外，他提到，研究显示，目前全球机器人触觉传感器赛道仍处于发展初期，而国内在该领域的技术实力已领先国际。未来，精细触觉操控需求将在更多场景延伸，预计2029年全球市场规模将达4.3亿美元——在我们看来，这一预测或许还较为保守。

以下为演讲实录：

各位下午好！非常荣幸能和大家分享“新一代薄膜压力传感器技术在机器人力触觉反馈中的应用”这一主题。

触觉传感器的发展历程不算漫长，却直接决定了机器人技术的突破高度。先和大家明确核心问题：触觉传感器到底是什么？人类进化中，感知、学习、思考、行动构成了智能演化的核心循环。而当下机器人技术里，执行层面已有诸多突破，触觉感知环节却相对滞后——这正是机器人难以实现我们美好愿景的关键短板。对人类而言，握笔、抓取鸡蛋、鼠标或香蕉这类简单动作，对机器人来说却极具挑战。李飞飞曾提出“空间智能感知”的核心观点：在AI领域，如果缺失智能感知，AI会与物理世界脱节。对于机器人来说，也有同样的困扰。

触觉传感器的核心使命，是赋予机器人灵巧手精准抓握的能力；而悟通感控要攻克的，是传感器“可装配、装配后稳定可靠”的关键难题。传统工业传感器虽性能成熟，但刚性强、体积大的特性，与灵巧手的精细操作需求严重不匹配。我们真正需要的，是具备高柔性、高灵敏度、高稳定性的薄膜传感器——这正是悟通投身薄膜传感器研发的初心。

中金公司研究显示，目前全球机器人触觉传感器赛道仍处于发展初期，而我们观察到，国内在该领域的技术实力已领先国际。未来，精细触觉操控需求将在更多场景延伸，预计2029年全球市场规模将达4.3亿美元——在我们看来，这一预测或许还较为保守。

核心技术路线：薄膜传感成产业化关键方向

接下来，和大家分享关于触觉传感器的核心技术路线。悟通采用的是第四代离电势柔性压敏材料。现在有手术、康复、分拣等诸多场景，对抓握有非常精细的要求。目前主流的有三类：一是视触觉传感器，它是通过捕捉弹性体的形变来构建触觉的特征；二是磁感应传感器，在磁铁靠近半导体时会产生电压变化；三是薄膜压力传感器，通过压力改变内部的导电特性，从而改变它输出的电压或者电阻、电容，从光学复杂度和性能上限角度，薄膜具备比较高的柔性，精度平衡的优点，适用场景更广泛。更重要的是，它可通过卷对卷工艺加工，具备显著成本优势。我们坚信，薄膜传感将成为机器人电子皮肤领域，最具工程化与产业化价值的技术方向。悟通采用的是第四代离电势柔性压敏材料。抓握场景，现在有手术、康复、分拣等，对抓握有非常精细的要求。目前主流的有三类：一是视触觉传感器，它是通过捕捉弹性体的形变来构建触觉的特征；二是磁感应传感器，在磁铁靠近半导体时会产生电压变化；三是薄膜压力传感器，通过压力改变内部的导电特性，从而改变它输出的电压或者电阻、电容，从光学复杂度和性能上限角度，薄膜具备比较高的柔性，精度平衡的优点，适用场景更广泛。更重要的是，它可通过卷对卷工艺加工，具备显著成本优势。我们坚信，薄膜传感将成为机器人电子皮肤领域，最具工程化与产业化价值的技术方向。

技术难点突破：从材料迭代到性能革新

薄膜压力传感器存在诸多核心难点：一是量程与灵敏度的平衡，二者往往难以兼顾，薄膜因厚度限制，这一矛盾更突出；二是稳定性问题，包括蠕变、满量程稳定性及温飘，直接影响灵巧手持续抓握与反复抓握的可靠性；三是响应时间、精度与准确度的优化；最后是量产的批次一致性与寿命，这直接决定成本能否可控。

这些难点的突破，核心在于材料技术的迭代。2000年前后，导电高分子的出现让“塑料导电”成为现实，这一突破获得当年诺贝尔化学奖。自此，薄膜在传感器领域的应用潜力被广泛关注。这一阶段的第一代材料（含部分介电材料），因合成工艺复杂难以产业化；随后的导电油墨虽验证了柔性传感概念，却存在灵敏度与稳定性不足的问题；纳米复合材料解决了稳定性难题，却未能提升灵敏度；微结构设计虽拉高灵敏度，却因微纳加工工艺推高成本。

直到第三代离子材料的出现，其内部自由移动的阴阳离子可在电极形成纳米级双电层电容，彻底解决了灵敏度问题。而悟通通过晶体共价交联离子导体技术，进一步攻克了稳定性难题，我们将原本“面接触”的材料重构为“弹簧式”结构，同时实现微结构自发形成，无需昂贵光刻模板。这让我们从第四代技术迈向4.5代，我们相信，这两大技术突破将带来材料层面的颠覆性变革。

产品布局：覆盖多场景的全栈感知方案

评估薄膜传感器，我们内部有两个维度。

第一个维度是性价比，性价比不是传统的成本性能，我们评估的是灵敏度和技术成本，要实现相对应的灵敏度指标要付出的技术挑战有多大。第一代，单组分的导电高分子并没有成熟的商业化产品出现，介电膜主要是开关电容；薄膜压力传感器是从导电油墨开始的，真正成功验证了柔性传感的概念，但导电油墨的结构很难通过技术提升灵敏度，所以这一代的性价比并不高，只是拿它做一个初步验证或者教学上用一下，商业上很难使用。依托深厚的技术储备，我们已开发出一系列高灵敏、低蠕变、耐久可靠的产品：

离电式电子皮肤：三维力滑触觉款兼具柔性与切向力感知，硅胶封装设计酷似人类皮肤；

表面覆膜传感器：可嵌入毛绒玩具，在“可爱经济”中注入陪伴价值，赋予产品“温度”；

灵巧手感知元件：已推进至中试规模，与头部厂商合作的智能反馈灵巧手，能实现微小力响应、三维力感知及低漂移稳定抓握；（现场演示）：左上角可以对一个特别微小的抓握力有非常灵敏的响应。右上角是一个三维力感知，在抓握过程中不光有Z方向的感知，平面X、Y上也有响应。左下角是我们做的水平方向的灵敏感知，它在抓握物体的过程中传感器信号基本不动，稳定性非常好。如果传感器信号一飘，可能本来夹得很好，一下就掉地上了。右下角是垂直方向的灵敏度感知传感器。

接近觉传感器：技术储备阶段，可实现接触前姿态调整，未来有望成为灵巧手标配；

智能手套：捕捉人类抓握姿态与力反馈，构建数据库反哺灵巧手，实现泛化操作。

第二个维度是稳定性，多功能是锦上添花，但是产品若不够稳定，很难持续进行商业化推进。评判稳定性的两个核心指标是蠕变、漂移。

蠕变是给一个持续压力，看传感器信号长期稳定性。（现场演示）：左上角的图反映了高蠕变的现象，给一个恒定的力，信号在持续的漂。我们把这个传感器比喻成一台秤，本来上去时是80斤，站了两分钟后飙到100斤，这是传感器发生蠕变的现象。我们开发的是低蠕变的传感器，给一个恒定压力后，数据曲线始终平稳；

漂移是反复受压的性能稳定性，如持续抓握、反复抓握。目前在行业内，导电油墨的蠕变和漂移一般在20%以上，纳米复合材料10~20%之间，少数几家能够做到5%。离电这条技术路线跟第三代技术路线在稳定性上非常类似，首先走离电式技术路线的企业并不多，其次新的技术被蠕变、漂移等壁垒制约，普遍在10~20%之间。

悟通的离电式传感器已将这一数值控制在5%以内，部分带量产的产品能够做到低至2%。我国高端传感器领域发展较晚，更多关注的是灵敏度、量程、响应时间，在稳定性和蠕变上关注不足。为此，我们牵头编写了薄膜压力传感器稳定性与抗蠕变的行业标准，同时也在深度参与多项薄膜相关行业标准制定，推动行业规范化发展。

多元场景验证：储能与医疗领域的实战突破

除机器人触觉领域，悟通还布局了储能、医疗两大核心业务板块，用严苛场景验证传感器性能：

储能领域：首次将力学参量引入电池管理系统，通过压力信号实现锂离子电池安全预警，较传统方式提前30-50分钟，已通过电池模组3000牛初始预紧力下蠕变、漂移、电磁干扰等复杂工况下的技术性能指标验证；

医疗领域：数字化关节平衡感测仪通过离电传感器量化膝关节手术中的力变化，为医生提供直观数据参考，解决了传统手术依赖主观经验的痛点，大幅提升手术成功率与术后效果。相较于国外同类竞品，性能领先一代，终端价格降低75%。

悟通是一家深度融合前沿材料、传感制备与下游产业应用的全栈感知技术企业。我们并非对现有产品做二次迭代，而是从材料研发、封装工艺到下游应用，构建了全链条自主研发与商业化能力。

自2023年8月成立以来，悟通已实现快速成长，获得多项机器人、医疗行业荣誉，客户覆盖机器人标杆企业、新能源国央企、车企、医械上市公司以及科研院所等数十家机构。希望今天的分享能给各位企业家带来新的启发，也期待未来能有机会为大家提供服务。谢谢大家！

审核编辑 黄宇