灵巧手是人形机器人价值占比最高的核心部件之一，也是实现精细作业与复杂操控的关键。其设计目标是尽可能接近人手的结构与功能，通过多关节驱动与多模态感知，完成从抓握到精密操作的多样任务。
在机械层面，灵巧手的基础由电机、运动关节与传动机构构成，这些环节决定了手部自由度与可输出的握力。为了让机器人“感知”被抓取物体的材质、硬度、形状与接触状态，从而动态调节抓取力与姿态，通常会在指端或掌面集成触觉系统（常被称为“电子皮肤”）。当前触觉技术路线仍较为分散，尚未形成统一标准，但同时也意味着技术仍在快速演进，产业具备较大的上升空间。
下文对市面上常见的五类触觉传感技术进行概览与对比。
1. 电阻式触觉传感器（压阻型）
核心机理：利用压阻效应，受力使敏感层的导电通路或接触面积变化，电阻随之改变，据此反推出压力大小与分布。
典型结构：柔性基底 + 压阻敏感层 + 电极。
优势：技术成熟、成本相对可控、易于大面积覆盖与量产，在工业机器人上的应用较广。
适用场景：一般压力感知与分布检测，对成本敏感、对线性度要求适中的系统。
2. 电容式触觉传感器
核心机理：通过受压引起极板间距或有效面积变化，导致电容值改变，可实现三维力检测。
典型结构：柔性上/下电极 + 介电层（平行板电容）。
优势：灵敏度与响应速度高、线性度优于电阻式，适合检测微小压力变化。
应用趋势：高端灵巧手更偏好用于精细作业与弱接触检测，如复杂表面接触与微力量控制。
3. 压电式触觉传感器
核心机理：材料在机械应力作用下产生极化电荷，输出与力相关的瞬态电信号；反向可由电场激发形变。
关键特性：无需外部供电即可检测动态力，响应极快。
局限：不擅长静态力测量，电荷随时间泄放导致静载信号难以稳定，常与其他类型传感融合实现动静兼顾。
适用场景：碰撞检测、短时冲击、振动/纹理感知、快速事件捕捉。
4. 磁电/霍尔效应式触觉传感器
核心机理：弹性体受压使磁石与霍尔阵列的相对位置变化，引起磁场强度分布改变；通过模型反演六维力与接触点。
典型结构：金属支架 + 弹性体（硅胶等）+ 磁体矩阵 + 霍尔传感器阵列。
优势：
高灵敏度与高精度，微小力也可分辨（如可至约0.01 N量级）。
可同时估计六维力、接触位置与多模态触觉特征（如材质、硬度、温度），数据输出频率可达高采样率。
重复性与稳定性具有工程优势。
适用场景：高精度抓取、滑移预警、力位混合控制、复杂接触形态重建。
5. 光电式触觉传感器
核心机理：将接触引起的形变转化为光学信号变化（反射、折射、遮挡、散射等），再由光电器件读出，重建力、接触位置、纹理与硬度等信息。
优势：抗电磁干扰、灵敏度高、响应快、易阵列化实现空间分布触觉。
挑战：系统设计复杂、成本较高、标定与结构集成难度大，目前距离大规模落地仍有距离。
适用场景：需要高分辨率触觉成像与细腻表面信息的研究与高端应用。
技术选型建议与对比要点
成本/量产优先：电阻式
灵敏度与线性度优先：电容式
动态事件与高速响应：压电式（建议与电阻/电容融合）
高精度六维力与多模态信息：磁电/霍尔效应式
高分辨率触觉成像与抗电磁：光电式（关注系统复杂度与成本）
可综合考虑以下指标进行选型：
分辨力与量程：微小力识别能力、全量程精度与重复性
频带与响应时间：高速抓取、滑移检测、振动纹理识别
稳定性与漂移：温漂、湿度影响、长期可靠性
阵列化与集成度：指尖/掌面高密度排布可行性、柔性贴合
标定与补偿：非线性补偿、温度/应力历史影响修正
系统成本：器件、封装、读出电路与标定流程整体成本
工程落地的实用建议
传感融合：压电用于动态事件捕捉，配合电容/电阻提供静态力；搭配IMU/视觉实现滑移与微动估计。
机械设计：柔性覆盖层厚度与硬度要与量程和灵敏度匹配；避免尖锐载荷造成局部饱和或疲劳损伤。
信号链与算法：
采用低噪声前端与同步采样，保证多通道时序一致性。
建立力-位-温耦合模型，进行温漂与滞后补偿。
引入触觉图像化表示（tactile image），配合深度学习进行接触形态与材质识别。
标定与维护：设计便捷的工装与批量标定流程；建立在役自校准与健康监测机制，延长使用寿命。
安全与可靠性：为异常力、滑移、过温、破损等工况设置阈值与冗余检测，提升系统鲁棒性。
