2023年12月，特斯拉通过X平台发布Optimus Gen2视频，机器人已具备夹持鸡蛋的能力，灵巧手自由度增加到11个，并配备触觉传感器。2024年1月，Optimus进一步展示出从衣服盒中取出T恤、在桌上平铺衣物、连续折叠衣物的精细化操作能力。财通证券在电子皮肤行业深度报告中指出，人形机器人的手部精细化操作能力提升正推动柔性触觉传感器需求加速释放，指尖、足底、关节等多部位均有电子皮肤应用潜力。根据GGII预测，2030年全球人形机器人市场规模有望超过200亿美元，为柔性触觉传感器带来新的增量空间。
特斯拉Optimus的触觉进化——从夹鸡蛋到叠衣服
2023年12月13日，特斯拉发布的Optimus Gen2演示视频展示了机器人在触觉感知方面的显著进步。Gen2机器人能够轻柔地夹持鸡蛋而不致其破裂，灵巧手自由度从上一代的6个增加到11个，并正式配备触觉传感器。这一突破表明，特斯拉在人形机器人的手指精细化操作和触觉反馈方面取得了关键技术进展。
2024年1月16日，特斯拉再度更新Optimus最新进展。视频中，机器人已具备从衣服盒中取出T恤、在桌上平铺衣物、连续折叠衣物等一系列精细化动作。手指指尖的精细化操作能力再度提升，机器人在处理柔软、可变形的物体（如衣物）时展现了良好的操作适应性。
触觉传感器在Optimus的进化中扮演了关键角色。触觉传感器可以通过物理接触获得物体表面的相关特性，并将外界的信号转化为物理信号。在夹持鸡蛋的场景中，触觉传感器使机器人能够感知施加在鸡蛋表面的压力大小，避免压力过大导致蛋壳破裂；在折叠衣物的场景中，触觉传感器帮助机器人感知衣物的质地、厚度和位置，实现精确操作。
电子皮肤在人形机器人中的应用潜力
手之所以是人形机器人最前端的交互部位，是因为在日常生活中，指尖是机器人与外界进行交互过程中对精细化操作频率要求最高的部位。灵巧手自由度的增加（从6个到11个）意味着机器人可以执行更复杂的手势和操作，而触觉传感器的加入则为这些操作提供了实时反馈。
除了手指尖部位，机器人的脚尖、肩膀、膝盖、臀部、后背等能触碰到外界物体的部位均有可能用到电子皮肤。不同部位的电子皮肤功能有所不同——它不仅是进行轮廓的识别或布置密集的点位，更重要的是感知周围的碰撞情况，进行危险情形的规避。
以足部为例，柔性传感器主要是起到重心监测的作用，足部在与环境接触时监测是否会打滑，从而保障机器人行走的稳定性。在肩膀和后背等部位，柔性传感器可以监测机器人在狭窄空间作业时的碰撞情况，避免对周围环境或自身造成损伤。
柔性触觉传感器的选型与技术要求
电子皮肤的触觉传感器按照转换信号原理的不同，主要分为电容型、电阻型、压电型三种技术路线，各有适用场景。
电容型传感器通过将单个触元的上、下电极嵌入电极层，由间隔层隔开形成平行板电容器。当与外界接触时，两电极间隔发生改变并生成电容信号，经解算可得受力情况。电容型传感器的优势在于灵敏度高、功耗低，适合需要精确测量微小压力的场景。
电阻型传感器将压力变化转换成电阻或电流的变化，是目前柔性传感技术中较为成熟的一种，应用领域更加广泛。压阻式利用单晶硅材料压阻效应制成，灵敏度与精度高、易于小型化和集成化；应变式以电阻应变计为转换元件，精度高、测量范围广、使用寿命长。
压电型传感器利用压电材料在受压力时产生正负相反的电荷，且电荷数量与材料所受到的力呈正相关，可以自发电，具有广泛的应用前景。描述压电材料压电性能最重要的参数是压电常数，体现压电材料将机械能转化为电能或将电能转化为机械能的能力，越大越好。
在灵巧手的应用中，触觉传感器需要在微型化、灵敏度、响应速度、耐久性等多个维度满足要求。传感器必须足够小以嵌入指尖等狭小空间，同时具备足够的灵敏度和响应速度以支持精细化操作。
人形机器人市场规模与触觉传感器增量测算
表：全球人形机器人市场规模预测与柔性触觉传感器增量空间| 时间节点 | 全球市场规模 | 中国市场参考规模 | 核心驱动因素 |
|---|
| 2022年 | 约10亿美元（估算） | — | 原型机/早期商业化 |
| 2026E | >20亿美元 | 约5亿美元 | 服务机器人渗透率3.5% |
| 2030E | >200亿美元 | 约50亿美元 | 通用人形机器人量产 |
根据GGII预测，到2026年全球人形机器人在服务机器人中的渗透率预计将达到3.5%，市场规模超过20亿美元。预计到2030年，全球市场规模有望超过200亿美元。参考中国服务机器人市场约占全球市场25%的数据，预计到2030年中国人形机器人市场规模将达到50亿美元。
触觉传感器有望成为更多智能系统的重要组成部分，为人机交互提供更为自然和智能的体验。多维度的触觉传感系统或将成为人形机器人的“第二感官”。随着Optimus等人形机器人产品的量产推进，每台机器人对触觉传感器的需求量将从单点向多点阵列扩展，传感器价值量占比有望持续提升。
