人工肌肉驅動器中的柔性/可拉伸電阻/電容傳感技術前沿

當仿生機械手以0.1毫米精度抓取雞蛋時，其指尖傳感器的拉伸變形需達到300%——柔性傳感技術正成為人造肌肉系統的電子神經末梢。

在仿生機器人向人機共融邁進的浪潮中，500%延展率與0.5%應變精度的協同突破，正在重塑柔性驅動器的感知邊界。平尚科技通過液態金屬傳感與仿生微結構融合創新，為仿生機器人打造了類生物組織的智能感知網絡。

剛性傳感的仿生困局

某仿人手機械臂曾因傳統應變片延展性不足，導致抓握動作中傳感器開裂失效。失效分析顯示：當手指彎曲90°時，指尖局部應變達220%，而常規電阻的斷裂伸長率不足5%，無法匹配人工肌肉的動態變形。

感知失靈的代價觸目驚心：康復機器人誤判肌力可能造成二次損傷，精密抓取機器人觸感失真可能導致貴重物品損毀。平尚科技FlexSense系列采用鎵銦錫液態金屬，在500%拉伸下電阻變化率<0.8%，其自愈合特性可修復3mm寬度的物理損傷。

平尚柔性傳感技術矩陣

材料革命性突破

仿生結構設計

仿生機器人場景應用

仿人手機械指系統

• 觸覺感知層：

  • 分布式電容陣列（5×5mm單元）

  • 壓力分辨率：0.05-500kPa

  • 空間精度：1mm

• 肌肉形變監測：

  • 嵌入式液態金屬電阻（線寬80μm）

  • 應變檢測范圍：0-300%

  • 溫度自補償算法

實測抓握表現

軟體仿生魚推進器

• 水動力優化：

  • 流線型電容傳感蒙皮（厚度0.3mm）

  • 應變-流速映射模型

  • 尾鰭曲率檢測精度0.1°

• 深海自適應：

  深度	傳統傳感	平尚方案
  100米	失效	漂移<1%
  1000米	損毀	漂移<3.5%

康復外骨骼系統

• 生物信號融合：

  • 肌電-力學協同感知

  • 動態阻抗匹配算法：
    $$
    (K=0.8, M=1.2)

• 臨床驗證：

  參數	行業標準	平尚方案
  步態識別準確率	83%	98.5%
  響應延遲	120ms	28ms
  皮膚相容性	紅斑率12%	0.3%

技術實現路徑

制造工藝突破

信號處理架構

1. 分布式采集節點：  
   - 功耗<0.1mW/通道  
   - 采樣率1kHz  
2. 動態基線校正：  
   - 溫度補償±0.01%/℃  
   - 蠕變抑制算法  
3. 多模態融合：  
   - 電阻應變+電容壓力+溫度監測

柔性電子正在模糊生命與機械的邊界。從康復病房中精準助力的外骨骼到深海探索的仿生魚群，從精密裝配的仿人機械手到災難救援的軟體機器人，平尚科技的柔性傳感方案，正在分子尺度編織人工肌肉的感知神經網絡。

當仿生科技跨入人機共融新時代，平尚科技的創新傳感已為機器人注入生命感知力。在每一次300%的拉伸中，在每0.1kPa的壓力反饋里，都跳動著智能仿生的進化脈搏。