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[导读]前些日子,一家名为能斯达的企业获得小米长江产业基金1000万投资。此外在今年三月,该企业还获得易方新达创业投资、共青城国谦成长一号股权投资。据悉,该公司致力于柔性传感技术的研发和产业化,在消费电子、健康医疗、IOT等领域进行布局。

前些日子,一家名为能斯达的企业获得小米长江产业基金1000万投资。此外在今年三月,该企业还获得易方新达创业投资、共青城国谦成长一号股权投资。据悉,该公司致力于柔性传感技术的研发和产业化,在消费电子、健康医疗、IOT等领域进行布局。


能斯达股权(图源:企查查)


从能斯达的股权结构可以看出,其母公司汉威科技持股最高,汉威科技主要围绕物联网开展业务;另一方面,小米对能斯达的投资,不难看出是其针对IoT“投资+孵化”模式下的又一动作。由以上信息不难判断,柔性传感器在物联网行业将大有作为。


目前,柔性传感器的应用还未铺开,不过毕竟资本看好,盯上该技术的企业也不在少数,已有不少产品落地。由于其天生具有浓厚的科幻色彩,虽说技术与医疗应用更为适配,但人们对它的期望也不乏有机器人、元宇宙领域的应用。接下来,本文将针对柔性传感器的实现、近况及趋势逐一进行分析。




从技术层面看懂柔性传感器


随着人们需求及大环境的变化,老式传感器已不再适合日益复杂的应用场景。目前,市场对新型传感器有材料、技术、轻量化、多元化四方面的要求。其中,在材料上要求有新材料和新工艺的更替;在技术上要求传感器实现集成化和智能化;在轻量化上要求硬件设备微小型化;在多元化上要求传感器中有多学科与功能的交叉。为满足上述要求,柔性传感器应运而。


柔性传感器利用柔性基底制成,具有透明、柔韧、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点,并且不拘泥于一种形式,可根据应用场景不同按需求改变形态,以满足复杂多样的测量条件。据了解,新型柔性传感器在电子皮肤、医疗保健、电子、电工、运动器材、纺织品、航天航空、环境监测等领域受到广泛应用


据专业人士介绍,目前柔性传感器可按用途与感知机理分类。按照用途分类,柔性传感器包括柔性压力传感器、柔性气体传感器、柔性湿度传感器、柔性温度传感器、柔性应变传感器、柔性磁阻抗传感器和柔性热流量传感器等;按照感知机理分类,柔性传感器包括柔性电阻式传感器、柔性电容式传感器、柔性压磁式传感器和柔性电感式传感器等。


为更清楚地展现柔性传感器在技术层面的详细情况,小编将其常用材料和分类整理为如下表格:


柔性传感器常用材料(来源:物联传媒整理)

柔性传感器分类(来源:物联传媒整理)


技术上的与众不同让柔性传感器成为了电子行业的新宠,同时也为传感器行业带来了不小震动,在市场上,柔性传感器表现又如何呢?




从市场层面了解柔性传感器


要讨论产品市场价值,还要从落地的产品说起。目前柔性传感器受市场看好的应用非常多,小编整理了国内外相关企业及其产品:


部分柔性传感器相关企业及其产品(来源:物联传媒整理)


可见,柔性传感器相关落地产品已相当多。相比老式传感器的应用,柔性传感器在触觉、力反馈和嗅觉上有大量更新。由于作用机理的改变,对老式传感器的更替或只是时间问题。并且由于柔性传感器在轻薄方面的优势,更为符合消费电子市场


同时,上表所体现的也只是冰山一角,通过天眼查数据,目前国内大概有超过4000家企业拥有柔性传感器的产品和专利技术。不过虽然落地产品多,但柔性传感器还处于发展初期,在材料、技术及产业链上分别面临着不小挑战。


在材料上,碳纳米管和石墨烯等用于柔性传感器的材料制备技术工艺水平还不成熟,也存在成本、适用范围、使用寿命等问题。常用柔性基底存在不耐高温的缺点,导致柔性基底与薄膜材料间应力大、粘附力弱。


在技术上,柔性传感器许多技术仍停留在研究阶段,柔性传感器产业链整体亟待提高。就技术本身而言,传感器的稳定性、耐磨损性、组装、排列、集成和封装技术也等还需要进一步提高。而在产业链上,从整个产业链的配套来说,柔性电路、柔性存储,以及软硬连接等环节也需要跟进步伐




未来三趋势:

健康医疗,机器人,VR+元宇宙


第一个趋势在医疗健康领域。由于柔性传感器与医疗健康设备的天然适配,在该领域前景非常可观,目前概念及试点产品包括电子纹身、智能绷带、智能衣物等。


其中,常见的产品包括智能创可贴、智能绷带、柔性血氧计等。以智能创可贴为例,区别于普通的创可贴,智能创可贴将柔性传感器、药物和医用胶带融合在一起,可以通过检测患者伤口部位的pH值,判断伤口的愈合程度以及发炎情况,避免发生感染


更贴近人身体的还有电子纹身(E-tattoo),其轻薄、柔软的特性使其能够良好贴合人体皮肤,捕捉生物信号,传感人类的生命体征。人体是一种模拟生物信号系统,而机器和电子世界则是数字的。因此若想实现人机交互,人需要“数字化”,“电子纹身”被认为是人类“数字化”的有效途径之一


除了对专业性要求较高的医疗,在消费端的健康监测也有普适性产品,柔性传感器在服装领域有智能衣物的相关涉及,旨在让可穿戴设备无感化。目前,已经有研究将纤维和柔性传感器编制在一起,这种实现方式是以纺织品作为基底,采用不同方式与传感材料或元件结合,制成的适应各类可穿戴设备需求的柔性传感器件。


据相关人士分析,从当前的市场前沿来看,功能性服饰运动类服饰将会是柔性传感器率先突破的两大市场,比如针对沙漠等恶劣环境工作人员穿着的智能服装,温湿度传感器不仅能够检测工作人员的生命特征,也能对外部环境进行监测,利于工作人员随时掌握自身的健康状况及环境情况。



第二个趋势在机器人领域。旨在为机器人加上电子皮肤(E-skin),让机器人拥有人类的感知力。通过柔性压力、温度等传感器,让软机器人拥有类似于人类皮肤的敏感性,赋予其生动的触觉、视觉、听觉、味觉和嗅觉等感知能力


电子皮肤是不少学院及企业的重点研究方向。目前已有不少相关研究发表,比如现任德克萨斯大学奥斯汀分校(UT-Austin)的教授鲁南姝,发明了一种新型的混合响应电子皮肤,拓宽传感器的压力工作范围,并保持触觉灵敏度。


而在企业端,能斯达则表明正积极布局机器人产业。在汉威科技二季度财报发布之际,其发言人表示“未来的拟人化和仿生化机器人会需要感知除了声音、光线之外的更多东西,比如通过电子皮肤实现触觉和力反馈,通过气体传感器实现电子鼻等等。因此在触觉、温度、力反馈等方面都是柔性传感器的应用场景。”


据了解,受关注较多的“人形机器人”,在未来将会大量运用柔性电子技术,包含柔性电子皮肤、柔性触觉传感器、柔性弯曲和应变传感器



第三个趋势在VR设备+元宇宙领域。目前,不少柔性智能传感器产品已能够提供虚拟交互体验的数据连接服务,可应用于多种虚拟现实场景,例如:触觉的力度感知与反馈、空间定位、动作、运动状态等识别与反馈,以及穿戴式设备的人体运动健康识别与反馈,建立虚拟人物的真实性等方面,并且还可以为人机交互技术领域的触觉设备(例如元宇宙手套等)实现触感体验提供技术支持。




结语


除了上文提到的应用外,柔性可穿戴电子的研究应用还体现在人类生活的诸多方面,如可穿戴心脏除颤器、置于隐形眼镜中的柔性电路、可穿戴式心电呼吸传感器、薄膜晶体管和透明薄膜柔性门电路等,基于柔性传感器构建的健康医疗监测系统越发成熟,商用也指日可待。


虽然前景可观,但柔性传感器还有技术和产业链上的问题亟需解决,毕竟对于产品的流通而言,质量和生态是关键。同时,柔性传感器也在等一个杀手级应用以在市场中爆发,除了呼声最高的医疗健康,在机器人和元宇宙领域,柔性传感器或能顺着这两大潮流引领一场技术革命。


参考资料:

广东工控传感,《柔性传感器的发展潜力和技术趋势》

电子发烧友,《柔性传感器冲刺百亿!中国玩家都有谁?》

DeepTech深科技,《首创混合响应柔性压力传感器,为人把脉,将为机器人打造人类触觉》

投资者互动公告,《汉威科技:汉威科技调研活动信息》

传感器专家网,《全球领先的顶级柔性传感器初创企业有哪些?中国排得上号了!》

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