2025 年被稱為 “人形機(jī)器人量產(chǎn)元年”，人形機(jī)器人加速?gòu)?“實(shí)驗(yàn)室炫技” 走向商業(yè)化應(yīng)用。人形機(jī)器人快速迭代進(jìn)化的同時(shí)，用于構(gòu)建 “骨架” 和 “肌膚” 的基礎(chǔ)材料，也正經(jīng)歷一場(chǎng)全面進(jìn)階。

“骨架” 上，當(dāng)前的機(jī)器人還是鋼材用量占比超 60% 的 “鋼鐵俠”，但在輕量化的需求下，鎂、鋁合金頗具替代優(yōu)勢(shì)。除了 “減重”，聚碳酸酯 PC-ABS 塑料將美化機(jī)器人的外觀，讓機(jī)器人兼具 “美麗肌膚”。另外，PEEK 材料兼具強(qiáng)度和可塑性，碳纖維 材料可用于特種行業(yè)…… 人形機(jī)器人的 “身體” 或?qū)⒉辉倬窒抻?“鋼筋鐵骨”，而是 “脫胎換骨” 擁抱各種應(yīng)用場(chǎng)景。

“肌膚” 技術(shù)也從機(jī)械剛性向柔軟真實(shí)邁進(jìn)，為人形機(jī)器人披上具有柔韌性、延展性，類似人類皮膚的外衣，不僅能夠感知外界的壓力、溫度，還具備更接近人類的觸覺(jué)。這背后，是柔性傳感器和基底材料在持續(xù)升級(jí)。

隨著材料技術(shù)的不斷革新突破，人形機(jī)器人的性能將進(jìn)一步提升，成本也逐步降低，為其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。人形機(jī)器人的 “骨架” 是其支撐結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的核心，直接決定了機(jī)器人的靈活性、耐用性和能耗表現(xiàn)。隨著復(fù)合材料和高性能工程塑料的突破，輕量化成為人形機(jī)器人 “骨架” 材料的主流趨勢(shì)。

人形機(jī)器人的基礎(chǔ)材料可分為五部分：電控部件、機(jī)械部件、傳感器、外殼結(jié)構(gòu)部件、外觀材料部分。目前 1.3 米至 1.8 米是國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人的主流身高，重量區(qū)間在 50 千克至 120 千克之間。

北京鋼鐵俠科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、監(jiān)事長(zhǎng)王振超介紹，除電控部件、驅(qū)動(dòng)電機(jī) 外，機(jī)器人整機(jī)的其他材料幾乎全是強(qiáng)度較高的鋼材，鋼材占到整體重量的 60% 到 80%。不同的行業(yè)和使用場(chǎng)景，會(huì)對(duì)機(jī)器人的外殼、用材有定制化方案。未來(lái)鎂、鋁合金和碳纖維、PEEK（聚醚醚酮）材料、塑膠件等材料的應(yīng)用前景不可小覷。

北京鋼鐵俠科技有限公司是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多將雙足大仿人機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景擴(kuò)展到航天領(lǐng)域的企業(yè)。

除了救援救災(zāi)等場(chǎng)景對(duì)機(jī)器人有一定配重要求外，在滿足性能要求的前提下，機(jī)器人外殼材料的重量越輕越好。出于減重需求，未來(lái)鎂、鋁合金可能作為替代材料，讓機(jī)器人擁有更輕便的本體。

公司創(chuàng)始人王興興介紹，G1 的材料主要是鋁合金和高強(qiáng)度工程塑料，強(qiáng)度非常高。鋁合金也是機(jī)器人常用的輕量化材料，有助于減少機(jī)器人運(yùn)行能耗、提高操作速度和工作效率。明泰鋁業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，與碳纖維復(fù)合材料、PEEK 材料等高性能材料相比，鋁合金價(jià)格更為親民，能在大規(guī)模生產(chǎn)人形機(jī)器人時(shí)降低生產(chǎn)成本。不僅如此，鋁合金的加工工藝成熟，表面處理美觀，可根據(jù)不同的需求制造出各種形狀和尺寸的零部件，為機(jī)器人的設(shè)計(jì)和制造提供了很大的靈活性。據(jù)悉，明泰鋁業(yè)已有全鋁立柱機(jī)器人本體（包含立柱、大臂、小臂）、無(wú)人機(jī)屏蔽罩、散熱器鋁材、軟包電池鋁箔等產(chǎn)品陸續(xù)供應(yīng)市場(chǎng)?！澳壳肮?yīng)的多種鋁合金牌號(hào)產(chǎn)品可應(yīng)用于機(jī)器人外殼、電池、散熱器等部件，預(yù)計(jì)單噸加工費(fèi)為 1 萬(wàn)元至 4 萬(wàn)元?！?三祥新材董事長(zhǎng)夏鵬接受上海證券報(bào)記者采訪時(shí)表示，鎂的質(zhì)量比鋁輕 30% 左右且密度更小，鎂合金材料具有高強(qiáng)度、高硬度、高散熱性等特點(diǎn)，是極佳的輕量化工程材料。

鎂合金在新能源汽車 減重增程方面發(fā)揮著重要作用。據(jù)測(cè)算，單套人形機(jī)器人殼體鎂合金的用量或在 13.7 公斤左右，遠(yuǎn)期以 100 萬(wàn)臺(tái)套測(cè)算，對(duì)鎂金屬消費(fèi)的拉動(dòng)量級(jí)大概在 1.37 萬(wàn)噸。王振超表示，塑膠材料、聚碳酸酯 PC-ABS 塑料將美化機(jī)器人的外觀，改善它與人的交互效果。東華大學(xué)朱美芳院士團(tuán)隊(duì)人造皮膚研究小組副研究員曹冉介紹，人形機(jī)器人所用的高分子材料主要有兩類：一類是具有高彈性、高柔性的高分子材料，例如熱塑性彈性體、硅橡膠等；另一類是用于傳感器及軀體外殼的工程塑料，例如 PEEK 材料、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯 PC-ABS 塑料等，這類材料需要兼具高機(jī)械強(qiáng)度、良好的韌性、耐磨性和輕量化特性。

“PEEK 材料的強(qiáng)度高于注塑材料，而可塑性高于金屬?！?民生證券邱祖學(xué)金屬與材料研究團(tuán)隊(duì)介紹，PEEK 具有耐高溫、耐磨、耐腐蝕、自潤(rùn)滑等特性，廣泛應(yīng)用于電子、汽車、航空航天、軍工 和醫(yī)療等領(lǐng)域。

由于技術(shù)壁壘較高，真正掌握 PEEK 高性能聚合物大規(guī)模工業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)很少，英國(guó)威格斯、比利時(shí)索爾維和德國(guó)贏創(chuàng)等 3 家公司幾乎占據(jù)了全球絕大部分的市場(chǎng)份額，國(guó)內(nèi)主要產(chǎn)能集中在少數(shù)企業(yè)。

據(jù)披露，中研股份已發(fā)展成為 PEEK 年產(chǎn)能達(dá)到千噸級(jí)的企業(yè)，主要產(chǎn)品為樹(shù)脂形態(tài)的 PEEK，產(chǎn)品體系共包含 52 個(gè)規(guī)格牌號(hào)，產(chǎn)品適用于注塑、擠出、模壓、噴涂等加工方式。

隨著柔性材料、仿生皮膚和傳感器技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人的 “肌膚” 正變得越來(lái)越柔軟、逼真。國(guó)內(nèi)某頭部人形機(jī)器人企業(yè)負(fù)責(zé)人向記者解釋，當(dāng)前人形機(jī)器人外表大部分是硬的，機(jī)械感很強(qiáng)，如果能 “披” 上一層具有柔韌性、延展性，類似人類皮膚的軟材料，不僅提高了機(jī)器人的外觀逼真度和觸覺(jué)感知能力，還使其與人類的交互更安全、自然。

華龍證券分析師楊立新介紹，電子皮膚結(jié)合了柔性電子、納米技術(shù)和智能材料，目的在于模擬自然皮膚的觸覺(jué)、溫度和壓力感應(yīng)等功能?！八^電子皮膚，其實(shí)是一類柔性傳感器，小小一塊電子皮膚就可以集成許多傳感點(diǎn)，這些傳感點(diǎn)可以采集壓力、溫度等多種信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)壓力檢測(cè)、溫度檢測(cè)、紋理識(shí)別等功能。” 蘇州能斯達(dá)董事長(zhǎng)、總經(jīng)理周震向記者介紹，公司自主研發(fā)的多模態(tài)柔性電子皮膚，能夠感知和響應(yīng)外界觸、壓力、溫度等刺激，賦予機(jī)器人更接近人類的觸覺(jué)感知能力，是人形機(jī)器人最重要的傳感元件之一。

公司已掌握了柔性壓阻、柔性壓電、柔性汗液、柔性電容等四大核心技術(shù)，柔性傳感器已經(jīng)向高端消費(fèi)電子、泛醫(yī)療、汽車電子等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域形成了穩(wěn)定的出貨。目前，在人形機(jī)器人領(lǐng)域，電子皮膚主要應(yīng)用于手掌部位。“就未來(lái)人形機(jī)器人的皮膚材料而言，我們更傾向于用高分子彈性體，因?yàn)槟苣M人類皮膚的柔韌性、延展性和生物相容性等。” 曹冉介紹，以觸覺(jué)傳感器為例，其基底材料主要以柔性聚合物如硅橡膠、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚氨酯等彈性體構(gòu)成，配合半導(dǎo)體、碳納米管、石墨烯 等敏感材料實(shí)現(xiàn)壓力分布檢測(cè)。

據(jù)了解，基底材料作為電子皮膚的 “載體”，需滿足力學(xué)強(qiáng)度與生物相容性雙重標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，PDMS 憑借優(yōu)異的柔彈性成為主流選擇，其表面可修飾特性便于與傳感器集成。聚酰亞胺（PI）薄膜則在高耐溫性領(lǐng)域占優(yōu)，適用于工業(yè)場(chǎng)景下的極端環(huán)境。PVP 可通過(guò)穩(wěn)定納米材料、增強(qiáng)水凝膠性能及優(yōu)化界面交互，在電子皮膚中實(shí)現(xiàn)了高導(dǎo)電性、自修復(fù)性、耐溫性和生物兼容性。其應(yīng)用從基礎(chǔ)材料設(shè)計(jì)延伸到多功能器件集成，是柔性電子領(lǐng)域的重要輔助成分。

從成本上看，電子皮膚基底材料的用量與機(jī)器人傳感器的數(shù)量、覆蓋面積密切相關(guān)。東華大學(xué)朱美芳院士團(tuán)隊(duì)人造皮膚研究小組研究員潘紹武表示，目前最常用的是機(jī)器人的手部，用來(lái)控制抓握物件而又不損壞，用量相對(duì)不大，成本占比約為 5% 至 10%。若是覆蓋全身具備高精度感知、自修復(fù)能力的電子皮膚，成本占比可達(dá) 20% 至 30%。

東華大學(xué)朱美芳院士團(tuán)隊(duì)人造皮膚研究小組介紹，目前，高端基底材料仍依賴進(jìn)口，比如 PDMS，主要以美國(guó)的道康寧品牌為主。