柔性传感器开启智能传感新时代,潜在市场空间有望超500亿。柔性传感器是指采用柔性材料制成的传感器,具有良好的柔韧性、延展性,可以自由弯曲甚至折叠。柔性传感器采用了柔性基板,其本质上是一种薄膜,通常采用聚酰亚胺(PI)、聚酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等材料制成。从刚性到柔性的突破,极大拓展了传感器的应用场景,不仅是游戏领域中的智能穿戴设备,还有医疗大健康领域的电子皮肤、疾病诊断设备、健康监测设备、智能颈枕、智能按摩设备,消费领域的智能手环、元宇宙手套,智能家居领域的智能床垫,甚至是马斯克提出的脑机接口。根据汉威科技微信公众号的数据,2021年至2028年全球柔性传感器市场的年复合增长率达6.8%,预计2028年可达84.7亿美元。
电子皮肤开启人机交互新模式,机器人和脑机接口是两大超级应用。
脑机接口是柔性传感器的一大应用领域。柔性脑机接口的代表企业为Neuralink,2022年11月,Neuralink已经向FDA提交了大部分文件,审核通过后约六个月内,将在人类身上植入第一个Neuralink植入物。至此,柔性脑机接口终于与大部队汇合,三种技术路线的侵入式脑机接口均已介入人体临床。脑机接口行业有望迎来产业化落地,也表明柔性传感器在细分应用场景下的进一步成熟。
机器人领域,电子皮肤的基本特征,是将各种电子元器件集成在柔性基板之上从而形成皮肤状的电路板,像皮肤一样具有很高的柔韧性和弹性,其能赋予机器人类似人类皮肤的敏感性,以及触觉、视觉、听觉、味觉和嗅觉等感知能力。电子皮肤可以广泛应用于手术机器人领域,医生佩戴电子皮肤可使手术机器人获取实时信息让手术更精准,而特斯拉推出人形机器人后,电子皮肤在机器人领域的产业化进度有望进一步被加快。
柔性传感器国内外企业齐发力,学术研究为高阶性能蓄力。目前,电子皮肤的研究已经取得一些进展,奥地利格拉茨技术大学最新研究的智能皮肤每平方毫米有2000个单独的传感器,但当前电子皮肤仍存在兼顾高柔性和高弹性难题、扩展性难题和制造成本高等痛点。从国内外知名研究团队和公司看,Interlink是全球领先的人机界面解决方案提供商,其持续在力觉传感器上持续深耕,公司产品已被用于无数行业,包括汽车、机器人、医疗和消费电子产品等;国内企业中,汉威科技子公司能斯达在柔性压电传感器领域掌握自主知识产权,实现国产化完全替代,相关产品已在三甲医院进行临床实验,柔性微纳传感器目前已在智能机器人领域有明确的应用;科研团队当中,国内外主要的科研团队如美国加州大学、新加坡国立大学、美国斯坦福大学和中国科学院等对于柔性传感器、电子皮肤的研究进展皆处于迈向更高阶性能的阶段。未来,随着技术的持续进步,电子皮肤产业化进程有望加快落地。
柔性传感器打开想象空间,建议关注具备机器人应用潜力的国产标的:汉威科技,子公司能斯达开发的柔性微纳传感器已在智能机器人领域得到应用,该技术与电子皮肤兼容。