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电子发烧友网报道（文/梁浩斌）灵巧手作为人形机器人上价值量最高的部件之一，也是人形机器人实现精细化工作的关键部件。灵巧手的核心是模仿人类手部的结构，实现与人类相似的灵活性，通过多关节和多模态感知去支持完成(chéng)不(bù)同(tóng)任(rèn)务(wu)。

灵(líng)巧(qiǎo)手(shǒu)主要(yào)的(de)驱(qū)动(dòng)结(jié)构(gòu)是(shì)电(diàn)机(jī)和(hé)、运(yùn)动(dòng)关节(jié)、传(chuán)动(dòng)部(bù)件(jiàn)，这(zhè)些(xiē)部(bù)分(fēn)决(jué)定(dìng)了(le)灵(líng)巧(qiǎo)手(shǒu)的(de)自(zì)由(yóu)度(dù)，以(yǐ)及(jí)灵(líng)巧(qiǎo)手(shǒu)实(shí)际的握力。而为了让机器人感知到物体的材质、硬度、形状，以便于判断抓取力度和姿态，还需要在灵巧手上增加“电子皮肤”，也就是触觉传感器。目前机器人触觉传感器的技术路线还比较分散，还未形成行业共识，但另一个角度看，这也代表这个行业仍处于高速发展期，未来增长空间潜力巨大。

目前市面上主要有五大类触觉传感器类型。

电阻式触觉传感器

电阻式是最成熟、应用最广泛的技术路线之一，核心利用压阻效应，即材料受压力后电阻发生变化，从而实现触觉感知。

电阻式触觉传感器一般由 “柔性基底 + 压阻敏感层 + 电极” 组成，当灵巧手接触物体时，压力使压阻层发生形变，导致其内部导电通路的数量或接触面积变化，进而引起电阻值改变；通(tōng)过(guò)检(jiǎn)测(cè)电(diàn)阻(zǔ)变(biàn)化(huà)量(liàng)，可(kě)反(fǎn)推(tuī)压(yā)力(lì)大(dà)小(xiǎo)和(hé)分(fēn)布(bù)。

因(yīn)为(wèi)技(jì)术(shù)成(chéng)熟(shú)、成(chéng)本(běn)相(xiāng)对(duì)较(jiào)低(dī)，可(kě)以满足一般的压力感知需求，在工业机器人领域已经实现广泛应用。主要的厂商有汉威科技旗下能斯达、墨现科技、福莱新材等。

电容式触觉传感器

电容式是通过电容变化来实现触觉感知。柔性(xìng)介(jiè)质(zhì)受压后极板间距或有效面积变化，引起电容值变化，可同时(shí)检(jiǎn)测(cè)三(sān)维(wéi)力(lì)。这种技术的(de)特(tè)点(diǎn)是灵敏度较高，响应速度快，同时可以提供比电阻式更好的线性度。

结构上，电容式触觉传感器一般是“柔性上下电极 + 介电层” 的平行板电容结构。当施加压力时，介电层被压缩，极板间距减小，使得电容增大，通过电容的变化可以推算出压力的大小。

由于灵敏度高，在一些高端的灵巧手上，需要检测微小压力的场景中会应用到电容式传感器，比如波士顿动力、优必选等在其人形机器人灵巧手上都有应用。目前主要厂商有XELA、他山科技等。

压电式触觉传感器

压电式是利用压电效应，即材料受机械应力时产生极化电荷，输出瞬态脉冲信号，反之受电场时产生形变的原理实现触觉感知，核心优势是无需外部电源即可(kě)实(shí)现(xiàn)动态力检测(cè)。当(dāng)灵(líng)巧(qiǎo)手(shǒu)接(jiē)触(chù)物(wù)体(tǐ)时(shí)，压(yā)电(diàn)材(cái)料(liào)受(shòu)压(yā)力(lì)产(chǎn)生(shēng)电(diàn)荷(hé)，电(diàn)荷(hé)经(jīng)采集电(diàn)路转(zhuǎn)换(huàn)为(wèi)电(diàn)压(yā)信(xìn)号(hào)，信(xìn)号(hào)强(qiáng)度(dù)与(yǔ)压(yā)力(lì)大(dà)小(xiǎo)成(chéng)正(zhèng)比(bǐ)。

不(bù)过(guò)压(yā)电(diàn)式(shì)有(yǒu)特(tè)殊(shū)的(de)优势和缺点，在响应速度极快的同时，只能测动态/瞬态力，无法感知静态力。这是因为静态压力下电荷会随时间泄露，无法稳定检测，所以需要常与其他技术结合实现 “动静双模” 感知。

磁电/霍尔效应式触觉传感器

磁电式触觉传感器基于霍尔效应，即当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，在垂直于电流和磁场的方向上会产生附加电场，从而在半导体两端产生电势差。在触觉感知中，通过监测磁场变化来感知外力。

磁电式触觉传感器通常由金属支架、硅胶弹性体、磁石矩阵和霍尔传感器阵列组成，弹性体受压变形会改变磁石与霍尔元件的相对位置，进而使磁场强度变化，这种变化被霍尔元件检测到并转化为电流信号，通过建模可重建六维力。

它的主要特点是超高精度和灵敏度，能够识别低至 0.01N 的精细力，重复精(jīng)度(dù)可(kě)达(dá)全量程 < 0.5% FS。它不仅能测量传统的六维力，还能同步捕捉接触位置、材质、温度、硬度等多种触觉信息，数据输出频率高达 1000Hz。

比如帕西尼推出的ITPU多维度触觉传感技术，就被应用到其DexH13 Gen2灵(líng)巧(qiǎo)手(shǒu)上(shàng)，采用(yòng)了(le)1140颗(kē)专(zhuān)业(yè)级(jí)机(jī)器(qì)人(rén)ITPU触(chù)觉(jué)传(chuán)感(gǎn)单(dān)元(yuán)GEN2，触(chù)觉(jué)信(xìn)号(hào)多(duō)达(dá)3420路，提(tí)供(gōng)1mm按(àn)压(yā)定(dìng)位(wèi)精(jīng)度(dù)，并(bìng)支(zhī)持(chí)超(chāo)百(bǎi)万(wàn)次(cì)按(àn)压(yā)的(de)工(gōng)业(yè)级(jí)使(shǐ)用(yòng)寿(shòu)命(mìng)。

光(guāng)电(diàn)式(shì)触(chù)觉传感器

这种触觉传感器是利用光学原理，如光的反射、折射、遮挡、散射等，将机械接触力或形变转化为可检测的光信号变化，再通过光电探测器将光信号转换为电信号，最终实现触觉信息，包括力、压力、接触位置、纹理、硬度等感知的技术路线。其核心优势在于高灵敏度、抗电磁干扰、响应速度快，且易于实现阵列化以获取空间分布触觉信息。

不过目前光电式触觉传感器还未实现大规模应用，主要原因是系统复杂，成本过高。