近年来，随着具身智能、人形机器人、智能汽车以及智能家居快速发展，触觉感知技术正在成为连接人与设备的重要感知入口。

在人形机器人领域，机器人想要完成抓取鸡蛋、拧瓶盖、操作工具等复杂任务，仅依靠视觉无法准确判断接触力度、物体形变以及滑动状态，需要借助类似人类皮肤的触觉系统实现实时反馈。而在机器人之外，柔性触觉传感技术也正在向更多场景延伸，例如用于采集人类操作数据的数采手套、用于驾驶员状态监测的智能座椅、用于睡眠健康管理的智能床垫等。

作为电子皮肤的重要技术路线之一，压阻式触觉传感器凭借结构简单、响应稳定、成本较低、易于阵列化制造以及能够实现柔性贴合等优势，成为目前柔性感知领域应用最广泛的技术路线之一。

一、什么是压阻式触觉传感器？

压阻式触觉传感器（Piezoresistive Tactile Sensor）的核心原理是：利用敏感材料受到外力作用后，其电阻值发生变化，通过检测电阻变化反推出外部压力大小。

简单来说，当机器人手指接触物体时：

外部压力 → 传感材料发生形变 → 导电网络变化 → 电阻变化 → 转换为压力信号

例如，在柔性压阻材料中加入导电填料，如碳纳米管、石墨烯、金属纳米材料等，当材料受到挤压时，内部导电路径发生改变，使电阻产生变化。通过标定电阻变化与压力之间的关系，机器人便能够判断“摸到了什么”“用了多大力”。

相比传统刚性压力传感器，柔性压阻式传感器可以采用弹性聚合物作为基底，例如PDMS、TPU、硅胶、水凝胶以及柔性泡沫材料等，使其能够贴合机器人手指曲面，实现类似人体皮肤的覆盖式感知。

二、压阻式触觉传感器正在走向哪些应用场景？

1. 人形机器人灵巧手：实现类似人类手指的触觉反馈

在人形机器人领域，灵巧手被认为是实现“类人操作”的关键部件。

传统机器人主要依靠视觉判断物体位置，但视觉无法直接感知接触过程中的压力变化。例如，机器人拿取玻璃杯时，需要知道是否已经接触、握持力度是否足够以及物体是否正在滑落。

通过在指尖、指腹以及手掌区域布置柔性压阻式触觉阵列，机器人可以获得类似人类皮肤的触觉反馈，实现：

• 精细抓取：根据压力变化调整握持力度，避免抓不住或损坏物体；

• 接触定位：判断物体与手部的接触区域；

• 滑移检测：通过动态压力变化判断物体是否正在移动。

目前，包括特斯拉Optimus、优必选、智元机器人、帕西尼等在内的机器人企业均在探索触觉感知方案，将柔性电子皮肤与灵巧手结合，提高机器人在复杂环境中的操作能力。

△优必选Walker S2协同作业灵巧手丝滑操作

2. 数采手套：采集人类操作数据，训练具身智能模型

随着具身智能进入数据驱动阶段，高质量机器人训练数据成为产业发展的关键。

为了让机器人学习人类操作技能，越来越多企业开始利用触觉数据采集设备记录人的手部动作，包括抓取力度、接触位置以及操作过程中的力变化。

其中，搭载柔性压阻式触觉传感器的数采手套，可以通过覆盖手指、手掌区域的传感阵列，实现：

• 手指运动轨迹采集；

• 接触压力分布记录；

• 人类操作行为数据采集。

这些数据经过算法处理后，可用于训练机器人完成抓取、装配、操作工具等任务。

例如，部分具身智能数据采集企业推出柔性触觉手套方案，通过高密度压力传感阵列捕获人手操作过程中的触觉信息，为机器人模仿学习提供数据基础。

△途见科技触觉数据手套

3. 智能座椅：从“坐姿检测”到主动交互

除了机器人领域，压阻式触觉传感器也正在进入汽车智能座舱。

随着智能汽车向主动交互方向发展，座椅正在从传统支撑结构升级为具备感知能力的智能设备。

通过在座椅坐垫、靠背区域集成柔性压力传感阵列，可以实时检测：

• 人体坐姿变化；

• 身体压力分布；

• 入座状态；

• 驾驶员疲劳和异常姿态。

例如，柔性阵列压力传感系统可以通过压力云图分析人体重心变化，实现智能座椅调节、健康坐姿提醒以及驾驶员状态监测。

△国微感知汽车座椅舒适监测系统

4. 智能床垫：实现睡眠监测和健康管理

在智能家居领域，大面积柔性压力传感器正在成为智能床垫的重要感知组件。

相比传统传感方式，柔性压阻阵列能够覆盖更大面积，并持续采集人体与床面的压力变化，实现：

●  睡眠姿态识别； 

●  翻身次数监测； 

●  身体压力分布分析； 

●  睡眠质量评估。 

由于压阻式传感器可以采用柔性薄膜、织物以及泡沫结构制造，不会明显影响使用舒适性，因此适合嵌入床垫、坐垫等长期接触人体的产品。

未来，随着人工智能算法的发展，智能床垫有望结合压力数据实现更加精准的健康管理。

△国微感知智能床垫

5. 足底压力测试：服务医疗康复与运动科学

随着智慧医疗、运动健康以及足部康复的发展，压阻式触觉传感器正在进入足底压力测试领域。通过在足底压力测试平台、步态跑台中集成高密度柔性压力传感阵列，系统能够实时采集足底不同区域的受力变化，并生成足底压力分布云图，用于分析足底压力分布、步态特征、重心轨迹（COP）以及左右足受力平衡等信息。

在医疗和康复领域，足底压力数据可用于糖尿病足风险筛查、异常步态分析、下肢力线评估以及术后康复跟踪；在运动科学领域，则可以用于跑步、篮球、足球等运动项目的发力方式分析，帮助运动员识别左右脚受力差异、落地冲击以及异常发力模式，从而优化运动姿态并降低运动损伤风险。

与普通压力检测相比，柔性压阻式传感器具有轻薄、可弯曲、易于阵列化等特点，能够更好地适应足底曲面，为足底压力测试提供更加灵活的感知方案。未来，随着柔性传感器精度和耐久性不断提升，足底压力检测有望进一步从传统的专业测试设备向便携式、连续化方向发展。

△尧乐科技柔性压力传感器进行足底压力测试

6. 智能康复与医疗监测：让压力感知成为健康数据入口

除了足底测试之外，压阻式触觉传感器还被广泛应用于医疗康复设备、护理系统以及人体健康监测领域。

由于柔性压阻传感器能够贴合人体皮肤或织物，并长期稳定采集压力变化，因此可集成于康复辅具、轮椅坐垫、护理床、矫形器等设备，实现：

● 长时间压力分布监测；

● 压疮（褥疮）风险预警；

● 康复训练受力反馈；

● 肢体运动状态监测；

● 人机交互控制。

例如，在康复训练过程中，系统可实时监测患者下肢或手部施力情况，为医生评估康复效果提供量化依据；在长期护理场景下，则可通过持续监测身体受压区域，及时提醒翻身，降低压疮发生风险。

未来，结合人工智能算法与云平台分析，压阻式触觉传感器有望从单一压力检测升级为连续健康监测的重要感知终端，为智慧医疗和居家养老提供更加精准的数据支持。

△尧乐科技智能护理床垫解决方案

7. 智能鞋垫与可穿戴设备：让压力感知走进日常生活

与主要面向医疗、康复和运动科学的专业足底压力测试系统不同，智能鞋垫更加注重便携化、长期监测和日常使用。柔性压阻式压力传感器可以直接嵌入鞋垫、鞋底甚至袜体结构中，在不明显影响穿戴舒适性的情况下，持续采集用户行走、跑步和站立过程中的足底压力变化。

通过对连续压力数据进行算法分析，智能鞋垫能够进一步识别步态特征、运动状态以及足部受力变化，可应用于运动训练、步态管理、康复辅助、老年人健康监测以及日常运动健康管理等场景。

例如，宁波圆芯电子有限公司推出的智能鞋垫方案，基于柔性压力传感技术实现足底压力监测与步态分析，可为运动评估、康复医疗及日常健康管理提供数据支撑。

△圆芯电子足底传感器

来源：各司官网及网络新闻，由艾邦机器人综合整理

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