電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/莫婷婷）隨著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)從“運(yùn)動(dòng)控制”向“精細(xì)操作”跨越，靈巧手已成為決定機(jī)器人能否真正融入人類生活與生產(chǎn)場(chǎng)景的關(guān)鍵部件。而賦予靈巧手“靈魂”的核心，在于其感知系統(tǒng)——尤其是觸覺傳感器。

本報(bào)告將系統(tǒng)梳理靈巧手的功能需求、主流廠商技術(shù)進(jìn)展、硬件架構(gòu)拆解，并重點(diǎn)聚焦感知系統(tǒng)的演進(jìn)路徑與傳感器選型，結(jié)合2026年春晚等標(biāo)志性事件，揭示中國乃至全球靈巧手傳感技術(shù)的突破方向與未來趨勢(shì)。

靈巧手功能分類
靈巧手是模仿人類手部結(jié)構(gòu)與功能的機(jī)器人末端執(zhí)行器，具備多自由度、高靈活性、強(qiáng)適應(yīng)性，且隨著AI技術(shù)的賦能，靈巧手還將具備自適應(yīng)與學(xué)習(xí)能力。進(jìn)一步說，它不僅是抓取工具，更是機(jī)器人與物理世界交互的“神經(jīng)末梢”，其主要功能包括抓取等基礎(chǔ)功能，以及觸覺感知、力覺感知等感知功能，獲取抓取物體的性能等物理信息。

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圖：智元機(jī)器人OmniHand Pro專業(yè)款靈巧手關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)命名與傳感器布局示意圖

不同功能對(duì)靈巧手的性能指標(biāo)都有一定的需求，需要在力量、精度、速度、穩(wěn)定性、成本、重量、可靠性之間取得平衡，例如抓取雞蛋等物品時(shí)對(duì)觸覺分辨率、力覺精度有較高的要求，避免對(duì)物品造成損害；面向在工廠抓取大件物品的靈巧手，對(duì)負(fù)載能力、自由度、活動(dòng)范圍有較高的需求。



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圖：靈巧手功能分類及性能指標(biāo)

靈巧手感知系統(tǒng)與傳感器技術(shù)方案
靈巧手主要由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、感知系統(tǒng)組成。其中感知系統(tǒng)可分為內(nèi)部感知和外部感知兩大模塊。內(nèi)部感知系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)手部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，包括關(guān)節(jié)角度、扭矩、腱張力等；外部感知系統(tǒng)感知環(huán)境與物體屬性，包括接觸力、溫度、紋理、滑移狀態(tài)等。

從傳感器的分類來看，觸覺傳感器、位置傳感器、張力傳感器、力矩傳感器是被重點(diǎn)關(guān)注的四大類傳感器。本次報(bào)告將重點(diǎn)分析觸覺傳感器。

靈巧手觸覺傳感器的技術(shù)方案呈現(xiàn)“百花齊放、多路線并行”的格局，尚未形成單一壟斷標(biāo)準(zhǔn)。柔性觸覺傳感器品類眾多，按照工作原理分為壓阻、電容、壓電、電磁式霍爾效應(yīng)、光學(xué)和視觸覺等。

壓阻式觸覺傳感器
壓阻式觸覺傳感的原理是外力導(dǎo)致導(dǎo)電材料（如碳納米管、石墨烯復(fù)合材料）電阻發(fā)生變化。其制造工藝最成熟，供應(yīng)鏈完善，市場(chǎng)份額也比較大，但是容易受到溫度干擾，可用于對(duì)成本敏感或?qū)O高精度要求不極端的工業(yè)場(chǎng)景。

電容式柔性觸覺傳感器
電容式柔性觸覺傳感器靈敏度高、響應(yīng)速度快、易于陣列化集成，但是容易受到周圍導(dǎo)電物體的電容干擾。在應(yīng)用方面，開普勒的先行者K人形機(jī)器人指尖采用的電容式陣列式傳感器，單指尖配備96個(gè)傳感單元，可搬運(yùn)、抓取物體等。

壓電式觸覺傳感器
壓電式觸覺傳感電子皮膚利用壓電材料在受力時(shí)產(chǎn)生電荷的特性來實(shí)現(xiàn)觸覺感知，具備高頻響應(yīng)快的優(yōu)勢(shì)，適用于檢測(cè)振動(dòng)、滑移起始瞬間等動(dòng)態(tài)事件，但是無法檢測(cè)靜態(tài)力，因此通常與其他傳感器共同使用。


霍爾效應(yīng)觸覺傳感器
霍爾效應(yīng)觸覺傳感器通過磁鐵與霍爾元件的相對(duì)位移檢測(cè)磁場(chǎng)變化，從而推算受力形變，其優(yōu)點(diǎn)是力感知靈敏度高，易于實(shí)現(xiàn)高精度的三維力（Fx, Fy, Fz）解算。目前在高動(dòng)態(tài)、抗沖擊的機(jī)器人中應(yīng)用較多。

代表產(chǎn)品例如帕西尼在2025年8月推出的第三代多維觸覺傳感器矩陣 PX-6AX-GEN3是全球首創(chuàng)6D霍爾陣列式觸覺傳感技術(shù)，支持1000Hz 頻率輸出六維力（三維力+三維力矩），測(cè)量精度達(dá)到0.01N，全量程 ＜0.5%FS 級(jí)重復(fù)精度。

光學(xué)式觸覺傳感器
光學(xué)式觸覺傳感器通過將施加的壓力轉(zhuǎn)化為光信號(hào)強(qiáng)度、波長(zhǎng)等光學(xué)特性的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的精確檢測(cè)，具備高分辨率且不受電磁干擾的優(yōu)勢(shì)，但容易受溫度波動(dòng)影響。


視觸覺傳感器
視觸覺傳感器結(jié)合光學(xué)成像與觸覺感知的傳感方法，是接下來主要的技術(shù)路線之一。原理是在彈性體內(nèi)嵌入微型攝像頭或光纖，通過捕捉內(nèi)部標(biāo)記點(diǎn)的位移或光強(qiáng)變化，結(jié)合AI視覺算法重建接觸面的三維形貌和力分布。具有超高空間分辨率的特點(diǎn)，易集成，抗干擾能力強(qiáng)。但是體積較大、計(jì)算量大、成本高，響應(yīng)速度受幀率限制。


盡管不同技術(shù)路線各具優(yōu)劣，企業(yè)通常需結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景與成本預(yù)算進(jìn)行組合選型，但大幅提升觸覺傳感器密度以追求極致擬人化與靈活性，已成為靈巧手發(fā)展的明確趨勢(shì)。

主流廠商正通過激增的傳感器數(shù)量來構(gòu)建更細(xì)膩的感知網(wǎng)絡(luò)，例如特斯拉其新一代 Optimus 靈巧手顯著增加了觸覺傳感器的布局，覆蓋全手。宇樹科技新一代靈巧手Dex 5的傳感器數(shù)量從上一代的33個(gè)激增至 94個(gè)，增加近3倍。
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圖：宇樹Dex5-1靈巧手配備94個(gè)觸覺傳感器

ORCA Dexterity更是將這一趨勢(shì)推向極致，其最新開源的 Touch版本單只手密布高達(dá) 351個(gè) 觸覺單元。每個(gè)單元不僅能輸出完整的三維力矢量（同時(shí)感知法向力、剪切力與滑移），更具備0.1牛頓的超高靈敏度與 1毫米的空間分辨率，更適用于輕柔抓取、滑移檢測(cè)及精密裝配等精細(xì)操作任務(wù)。

從幾十到數(shù)百個(gè)傳感器的演進(jìn)，靈巧手正從“粗略感知”邁向“高分辨率觸覺成像”的新階段。

按照技術(shù)路線不同，主流的靈巧手觸覺感知技術(shù)路線分為三種：力/力矩傳感器，柔性傳感器、基于視覺的觸覺傳感器（簡(jiǎn)稱“視觸覺”）。

力/力矩傳感器按照工作原理包括上述提到的電阻應(yīng)變式、壓電式、電容式等，按照測(cè)量維度（自由度）分為單軸傳感器 (1-DOF)、多軸力傳感器 (2-DOF / 3-DOF)、六維力/力矩傳感器 (6-DOF)等。

柔性傳感器指的是由柔性材料制造的電子皮膚。

觸覺傳感器正如上述提到的：基于視覺的觸覺傳感器，簡(jiǎn)稱“視觸覺”，預(yù)計(jì)今年會(huì)有不少企業(yè)在該技術(shù)上取得突破。

就在近期，緯鈦機(jī)器人發(fā)布了四款視觸覺新品，包括全球首發(fā)超小尺寸、超高分辨率、超高頻率視觸覺仿生指尖 GF515。GF515具備超小尺寸、超高分辨率和超高頻率，尺寸僅為15×27mm，體重小于15g，每平方厘米上萬點(diǎn)的觸覺信息密度，最小可探測(cè)10微米級(jí)的紋理細(xì)節(jié)，并能同時(shí)探測(cè)法向力、切向力、扭矩等多維力信息以及滑移狀態(tài)等。分辨率達(dá)到10微米級(jí)、毫秒級(jí)延遲。

此外還有一種備受關(guān)注的技術(shù)路線：MEMS傳感器。MEMS傳感器指的是基于半導(dǎo)體工藝制造的微型應(yīng)變制作而成的微型傳感器。但從目前產(chǎn)業(yè)的進(jìn)度來看，還未有成熟的量產(chǎn)且規(guī)模化的產(chǎn)品，多數(shù)處于技術(shù)攻堅(jiān)、研發(fā)階段。

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圖：部分靈巧手觸覺感知方案及其性能

從當(dāng)前部分靈巧手觸覺感知方案來看，未來靈巧手觸覺技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，將不再局限于單一傳感器性能，而是圍繞 感知維度、響應(yīng)速度、算法融合、成本可控等多維平衡展開。例如兆威機(jī)電將電機(jī)、編碼器、力傳感器高度集成于手指關(guān)節(jié)，打造“機(jī)電一體化”模塊，推動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊化與功能內(nèi)嵌化；帕西尼 DexH5主打單指集成多顆TFTPS多維磁通門傳感器，在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高靈敏度力控，突出微型化與高精度并重。


場(chǎng)景分化下的商用靈巧手的性能升級(jí)

為拓展人形機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景，企業(yè)正加速迭代靈巧手技術(shù)，升級(jí)感知方案。

以特斯拉Optimus為例：第一代到第三代靈巧手的驅(qū)動(dòng)方案采用的都是空心杯電機(jī)+行星減速器，傳動(dòng)方案由前兩代的渦輪蝸桿，升級(jí)為第三代的絲杠+腱繩，自由度由前兩代的11個(gè)，增加至第三代的22個(gè)，且感知方案也逐漸升級(jí)。

具體來看，2022年10月發(fā)布第一代靈巧手Optimus Gen1，2023年12月公布第二代，在指尖引入觸覺傳感器實(shí)現(xiàn)觸覺突破，通過力反饋彌補(bǔ)純視覺在抓取光滑易碎物體（如雞蛋）時(shí)的局限，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)力控。

在今年AWE 2026首秀的第三代Optimus Gen3，預(yù)計(jì)靈巧手自由度翻倍至22個(gè)、驅(qū)動(dòng)外置化（電機(jī)移至前臂以減輕手部重量）、腱繩傳動(dòng)以及觸覺感知全覆蓋，解決重量分布均衡問題并大幅提升操作靈活性；將觸覺傳感器覆蓋全手，能夠完成穿針引線等亞毫米級(jí)精細(xì)操作，并集成AI視覺系統(tǒng)，深度集成特斯拉FSD自動(dòng)駕駛技術(shù)。

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特斯拉第一代靈巧手的拆解圖（圖源：申萬宏源研究）


2026年，國內(nèi)人形機(jī)器人以登上春晚的形式再次“出圈”，從2025年宇樹機(jī)器人的扭秧歌，到2026年春晚的疊衣服、武術(shù)、跳舞等表演，再到仿生機(jī)器人，人形機(jī)器人隨著技術(shù)的迭代，加速跨越從“動(dòng)態(tài)平衡”到“精細(xì)操作”的鴻溝，靈巧手也不再僅僅是執(zhí)行簡(jiǎn)單抓取的機(jī)械夾具，而是進(jìn)化為具備高分辨率觸覺感知與自適應(yīng)力控能力的“智能感官”。

魔法原子機(jī)器人MagicBot Gen1用靈巧手現(xiàn)場(chǎng)撈面、斟酒。根據(jù)官方介紹，MagicBot Gen1全身擁有42個(gè)自由度設(shè)計(jì)，單臂搬運(yùn)負(fù)載≥7.5kg，全身靜態(tài)負(fù)載達(dá)40kg。

魔法原子自研的靈巧手MagicHand S01，手部負(fù)載高達(dá)5公斤，作業(yè)場(chǎng)景下最高負(fù)載超20公斤，力分辨率最高可達(dá)0.1N。單手11個(gè)自由度（6個(gè)主動(dòng)自由度，5個(gè)被動(dòng)自由度），搭載了5個(gè)分辨率為0.1N的觸覺傳感器。

銀河通用機(jī)器人在節(jié)目中撿起玻璃碎片、盤核桃，實(shí)現(xiàn)靈巧操作。其背后基于銀河通用自主研發(fā)的集成“大腦-小腦-神經(jīng)控制”于一模的全身全手端到端大模型——“銀河星腦 AstraBrain”，銀河通用將靈巧手神經(jīng)動(dòng)力小腦模型賦能來自 Sharpa的靈巧手硬件，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜物品的精細(xì)操控。
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據(jù)介紹，Sharpa由禾賽科技三位創(chuàng)始人聯(lián)合創(chuàng)立的企業(yè)，其推出的Wave靈巧手具備22個(gè)主動(dòng)自由度，包括15個(gè)彎曲與伸展自由度，6個(gè)側(cè)向移動(dòng)自由度，1個(gè)向內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度。與傳統(tǒng)機(jī)械手指關(guān)節(jié)僅能單向彎曲、缺乏橫向調(diào)節(jié)能力的局限不同，Wave 通過增加6個(gè)側(cè)向自由度賦予了手指在抓取過程中靈活橫向展開或聚攏的能力。
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圖：Wave靈巧手

可以看到，不管是硬件升級(jí)還是AI大模型賦能，靈巧手正加速邁向“會(huì)感、會(huì)想、會(huì)適應(yīng)”的具身智能新階段，逐步突破操作精度、環(huán)境適應(yīng)性和任務(wù)泛化能力的瓶頸。

電子發(fā)燒友網(wǎng)統(tǒng)計(jì)了魔法原子、宇樹科技、松延動(dòng)力、銀河通用的部分人形機(jī)器人靈巧手性能指標(biāo)看到，在商業(yè)應(yīng)用上，大部分靈巧手的自由度集中在10至22個(gè)之間。
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其中銀河通用采用的Sharpa Wave達(dá)到22 DoF，是統(tǒng)計(jì)的企業(yè)中最高水平，包括15個(gè)彎曲與伸展自由度、6個(gè)側(cè)向移動(dòng)自由度、1個(gè)向內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度，并且通過搭載DAZA1動(dòng)態(tài)觸覺陣列，實(shí)現(xiàn)單指尖>20牛頓，所有手勢(shì)的快速移動(dòng)速度>4赫茲，追求“類人手”自然運(yùn)動(dòng)。

在科研、精密裝配高端場(chǎng)景的需求正推動(dòng)靈巧手向20+自由度演進(jìn)；而家庭服務(wù)、教育等中低端場(chǎng)景仍以11 DoF為主，兼顧成本與實(shí)用性。此外，部分靈巧手產(chǎn)品已附帶電子皮膚，例如松延動(dòng)力的仿生機(jī)器人，用以提升靈巧手的精確度和適應(yīng)性。

另一個(gè)值得關(guān)注的是，部分靈巧手增加了軟件，具備持續(xù)進(jìn)化潛力，例如銀河通用通過大模型的加持，實(shí)現(xiàn)軟件定義感知能力。