隨著人工（gōng）智能技術的突破性進展，人（rén）形機器人正從實驗室走向（xiàng）商業化應（yīng）用（yòng），預計到2030年全球市場規模將突破千億美元。
傳統（tǒng）金屬材料雖然機（jī）械（xiè）強度（dù）高，但存在（zài）重量（liàng）大、能（néng）耗高、運（yùn）動靈活性差等問題（tí），嚴重製約了（le）人形機器人的實（shí）用化進（jìn）程。而新型高分子材料、複合材料的出現，為解決這些問題提供了全新方案。研究表明，采用高性能聚合物替代金屬部件可使機器人減重30%以上，運動速度提升15%-30%，能耗降低18%-25%。人形機器人材料應用演進 1967年，日本早稻田大（dà）學研製（zhì）的（de）WABOT-1成為世界（jiè）上第一台（tái）全尺寸人形機器人。該機器人高約2米，重160公斤，全身共26個關節，采用了當時（shí）最先進（jìn）的金屬骨架結構和簡單的塑（sù）料外殼。由於材料限製，WABOT-1運動笨拙，能耗極高（gāo），僅能實現基本的雙足行走功能。這一階段的人形機器人主要采用鋼鐵、鋁合金等傳統金屬材料，輔以普通工程塑（sù）料。材料的高密度導致機器人重量過大，嚴重影響了運動靈活性和能源效率。2000年（nián）本（běn）田（tián）公司推出的ASIMO機器人采（cǎi）用了鎂合金骨架（jià）和碳纖維增（zēng）強（qiáng）部件，使其重量降（jiàng）至54公斤，行走速度達（dá）到（dào）6km/h。ASIMO的運（yùn）動（dòng）控製係統采用（yòng）了新型彈性（xìng）材料（liào）作為關（guān）節緩衝元件，大幅提高了運動平穩（wěn）性。這一時期的（de）關鍵材料突破包括：輕質合金(鎂、鈦合金)的應用使機器人減重20%-30%
碳纖維複合材（cái）料開始用於承力結構件
矽橡（xiàng）膠等彈（dàn）性材料用於（yú）關（guān）節緩衝
初步嚐試將壓電材料（liào）用（yòng）於力反饋傳感器
2010年後，新材料技術的爆（bào）發式發（fā）展為機（jī）器人帶來了革命性變化。波士頓動力Atlas機器人(2013)采用鈦合金骨架和碳纖維外殼，結合液壓驅（qū）動係統，實現了驚人的運動（dòng）能（néng）力。2022年特斯拉Optimus則大量采用PEEK、PPS等（děng）高性能（néng）聚合物（wù），使二（èr）代產（chǎn）品減重10公斤，行走速度（dù）提升30%。這一階段的材料應用（yòng）特點（diǎn）包括：高性能聚合物（wù）替代金屬成為結構件主流材料
多功能複合材料實現結構-功能（néng）一體化
柔性電子材料使仿生皮膚成為可能
智（zhì）能材料(形狀記憶合金、電致變材料等)開始應用人形機器人關鍵部件與材料解（jiě）決方案1：結構（gòu）件材料聚（jù）醚醚酮（PEEK）憑借其卓越的機械性能和耐熱性，成為關節軸承和連杆部（bù）件的理想選擇。特（tè）斯（sī）拉Optimus Gen2采用PEEK材料實現（xiàn）減重10公（gōng）斤，行走速度提升30%。聚（jù）苯硫醚（PPS）則因其出色的（de）尺寸穩（wěn）定性和（hé）耐（nài）化學（xué）性，被廣泛應用於（yú）齒輪、軸承等傳動部件。蘇州納磐的PPS軸承使機器人關節能量損（sǔn）耗降低25%，南（nán）京聚隆開發的PPS材料更助力整機減重20-30%。2：運動係統材料碳纖維複合材料（CFRP）以其高強度重量比在機械臂和腿（tuǐ）部結構中占據主導地位（wèi）。波士頓動力Atlas采用CFRP腿部（bù）結構實現高難度跳躍動作，宇樹科技Walker則通過CFRP外殼提升整體穩定（dìng）性。超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）纖維憑借超高強度（dù）（鋼材7-10倍（bèi））和輕質特性（鋼材1/8重量），成為靈巧手腱繩的首（shǒu）選材料，南山智尚的UHMW-PE纖維已成功應用於多款機器人手部係（xì）統。3：電（diàn）子（zǐ）與（yǔ）傳感係統液晶聚合物（LCP）因其優（yōu）異的介電性能和尺寸穩定（dìng）性，被（bèi）宇樹科技Unitree H1用（yòng）於高（gāo）頻信號連接器等精密電子部件。聚二甲基矽氧（yǎng）烷（PDMS）和聚酰亞胺（PI）薄膜（mó）則構成電子皮（pí）膚的核心（xīn）材料，漢威科技開發的PDMS基柔性傳感器實現0.1kPa高靈敏度檢測，日本XELA Robotics的uSkin產品采用（yòng）PI薄膜實現（xiàn）多模態環境感知。
4：外觀與功能部（bù）件聚酰胺（àn）（PA）以其良好的加工性能（néng）和機械強度，被1X Technologies公（gōng）司用於Neo Gamma機器人的編織尼龍外殼。PC-ABS工程塑料則因其優（yōu）異的成型（xíng）性，成為軟銀NAO機器（qì）人外殼的主要材料。熱塑性彈性體（tǐ）（TPE）兼具橡膠彈性和（hé）塑料加工性，在仿生皮膚和關節緩衝部件中展現獨特優勢，有望應用（yòng）於下一代Atlas機器人的柔性關節。
總結人形機器人（rén）材料（liào）技術已實現從金屬結構向高性能複合材料（liào）的革命性跨越，PEEK、CFRP等創新材料推動機器人性能突破輕量化、強韌化和智能化的三（sān）重極限。未來發展趨勢將呈現三大特（tè）征（zhēng）：材料體係向"結構-功能-感知"一體化演進（jìn），仿（fǎng）生智能（néng）材料（liào）實現環境自適應能力，可持續材料解決方案加速產業化（huà）落（luò）地。隨（suí）著生物基高分子、自修複複合材料等前（qián）沿技術的成熟，人形機器（qì）人材料將進入"性能定製化（huà）、生產綠色化、成本平民化"的新發展階段，最終推動人形機器人從實驗室（shì）走向千家萬戶。
