轻质合金(镁、钛合金)的应用使机器人减重20%-30%
碳纤维复合材料开始用于承力结构件
硅橡胶等弹性材料用于关节缓冲
初步尝试将压电材料用于力反馈传感器
轻质合金(镁、钛合金)的应用使机器人减重20%-30%
碳纤维复合材料开始用于承力结构件
硅橡胶等弹性材料用于关节缓冲
初步尝试将压电材料用于力反馈传感器
2010年后，新材料技术的爆发式发展为机器人带来了革命性变化。波士顿动力Atlas机器人(2013)采用钛合金骨架和碳纤维外壳，结合液压驱动系统，实现了惊人的运动能力。2022年特斯拉Optimus则大量采用PEEK、PPS等高性能聚合物，使二代产品减重10公斤，行走速度提升30%。这一阶段的材料应用特点包括：
高性能聚合物替代金属成为结构件主流材料
多功能复合材料实现结构-功能一体化
柔性电子材料使仿生皮肤成为可能
智能材料(形状记忆合金、电致变材料等)开始应用
高性能聚合物替代金属成为结构件主流材料
多功能复合材料实现结构-功能一体化
柔性电子材料使仿生皮肤成为可能
智能材料(形状记忆合金、电致变材料等)开始应用
人形机器人关键部件与材料解决方案
1
结构件材料
聚醚醚酮（PEEK）凭借其卓越的机械性能和耐热性，成为关节轴承和连杆部件的理想选择。特斯拉Optimus Gen2采用PEEK材料实现减重10公斤，行走速度提升30%。
聚苯硫醚（PPS）则因其出色的尺寸稳定性和耐化学性，被广泛应用于齿轮、轴承等传动部件。苏州纳磐的PPS轴承使机器人关节能量损耗降低25%，南京聚隆开发的PPS材料更助力整机减重20-30%。
2
运动系统材料
碳纤维复合材料（CFRP）以其高强度重量比在机械臂和腿部结构中占据主导地位。波士顿动力Atlas采用CFRP腿部结构实现高难度跳跃动作，宇树科技Walker则通过CFRP外壳提升整体稳定性。
超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纤维凭借超高强度（钢材7-10倍）和轻质特性（钢材1/8重量），成为灵巧手腱绳的首选材料，南山智尚的UHMW-PE纤维已成功应用于多款机器人手部系统。
3
电子与传感系统
液晶聚合物（LCP）因其优异的介电性能和尺寸稳定性，被宇树科技Unitree H1用于高频信号连接器等精密电子部件。
聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚酰亚胺（PI）薄膜则构成电子皮肤的核心材料，汉威科技开发的PDMS基柔性传感器实现0.1kPa高灵敏度检测，日本XELA Robotics的uSkin产品采用PI薄膜实现多模态环境感知。
4
外观与功能部件
聚酰胺（PA）以其良好的加工性能和机械强度，被1X Technologies公司用于Neo Gamma机器人的编织尼龙外壳。
PC-ABS工程塑料则因其优异的成型性，成为软银NAO机器人外壳的主要材料。
热塑性弹性体（TPE）兼具橡胶弹性和塑料加工性，在仿生皮肤和关节缓冲部件中展现独特优势，有望应用于下一代Atlas机器人的柔性关节。
总结
人形机器人材料技术已实现从金属结构向高性能复合材料的革命性跨越，PEEK、CFRP等创新材料推动机器人性能突破轻量化、强韧化和智能化的三重极限。未来发展趋势将呈现三大特征：材料体系向"结构-功能-感知"一体化演进，仿生智能材料实现环境自适应能力，可持续材料解决方案加速产业化落地。随着生物基高分子、自修复复合材料等前沿技术的成熟，人形机器人材料将进入"性能定制化、生产绿色化、成本平民化"的新发展阶段，最终推动人形机器人从实验室走向千家万户。
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