人形『机器人』️“进厂”关键一步 六维力传感器走至量产前夜

[ 力传感器掌握着『机器人』️所有与操作相关的感知输入。以特斯拉的人形『机器人』️Optimus Gen 2为例,它身上配置的力传感器超过30个。 ]

在“能跑能跳”之后,『机器人』️正逐渐走下舞台、走进工厂。随着『机器人』️搬运、质检、上下料等落地场景日益复杂,力觉与触觉传感器正成为人形『机器人』️完成高精度操作的基础感知模块。而六维力传感器,这个曾被认为昂贵且小众的『机器人』️核心零部件,也正在走向量产前夜。

第一财经记者采访多家核心零部件制造商和『机器人』️企业后了解到,今年上半年,部分头部六维力传感器厂商的多位单一『机器人』️客户的出货量已经达到了千台量级。尽管市场进入快跑阶段,但由于『机器人』️尚未形成统一标准,定制化、响应速度与平台化研发能力,正在成为传感器企业的关键能力。

窗口已经打开,但能否跟上节奏,还得看核心零部件厂商的脚下功夫。

『机器人』️感知世界需要“神经末梢”

当一个光滑的玻璃杯中装满了水,『机器人』️想要倒出半杯,需要经过多少程序?

『机器人』️需要通过视觉传感器进行定位,在接触时感知握力,确保既握紧杯子,又不压碎玻璃。倾斜过程中,力传感器实时监测力矩变化,结合视觉判断水位,动态调整倾斜角度与力度。当『机器人』️倒出半杯水量时,力传感器返回平衡状态,手臂复位,操作完成。

“人能够轻而易举地倒半杯水,但『机器人』️不具备这样的能力。”蓝点触控创始人刘吴月告诉第一财经记者,人类可通过视觉、听觉、触觉等多模态感知协调完成动作,而『机器人』️则需要依靠传感器将物理世界转化为电信号来“理解”动作细节。

其中,力传感器掌握着『机器人』️所有与操作相关的感知输入。以特斯拉的人形『机器人』️Optimus Gen 2为例,它身上配置的力传感器超过30个。其中包括了4个六维力传感器、14个一维力传感器、14个一维压力传感器和其他触觉传感器。

六维力传感器是『机器人』️最敏感的“神经末梢”,是实现精细操作和动态控制的核心部件之一。所谓“六维”,即同时感知来自三个方向的力(X、Y、Z轴)以及绕三轴的三个力矩,是『机器人』️在抓取、拧转、移动等动作中不可或缺的感知能力。

“这就像是给『机器人』️装上了一套力觉『神经系统』。”刘吴月解释。不同于传统的一维或三维传感器,六维力传感器需在有限空间内布设大量应变点,并依靠高精度算法,将复杂的应变数据解耦为六个清晰的力与力矩信号,技术难度有所提升。

结合自研的神经网络算法,刘吴月和团队将应变信号与六维力矩建立起稳定、高精度的映射关系。“就像手机每个点受力后都会产生形变,我们通过算法把这些‘形变组合’还原为真实的外力状态。”通过提高解耦精度,传感器对复杂的动态场景有更高的适应能力。刘吴月透露,当前蓝点触控六维传感器的自研率已经超过了80%。

力传感器成“刚需”

蓝点触控的人形『机器人』️力传感器业务自去年开始交付,如今人形『机器人』️的业务占比已经占到整个公司业务的50%以上。“跟工业『机器人』️相比,人形『机器人』️的起量非常快,对于核心零部件供应商来说也是一个挑战。”刘吴月说。

根据国际数据公司(IDC)发布的数据,2024年中国人形『机器人』️商用销售出货量约为2000台。美国银行全球研究分析师报告预测,2025年全球人形『机器人』️出货量可能达到1.8万台。而根据中金公司研报预测,六维力矩传感器未来在人形『机器人』️中渗透率或高于30%。参考特斯拉Optimus和优必选WalkerX的传感器方案,预计人形『机器人』️单机大概率搭载2个或4个六维力传感器。

尽管市场前景可观,但就此前的发展情况来看,高精度的六维力传感器尚未成为『机器人』️的“标配”。

Jason(化名)是长三角一家『机器人』️企业的『工程师』,他告诉记者,公司直到今年上半年才开始与六维力传感器厂商接触。“去年我们的研发重点集中在力控系统上,目标是让『机器人』️能跑、能跳,甚至能后空翻。”Jason说,这些“面上的性能”更容易获得外界关注和融资支持,也是老板比较重视的技术。

Jason所在的『机器人』️公司今年开始有进工厂产线的业务部署。随着业务向工厂产线延伸,Jason发现,没有高精度的力传感器“根本不行”,“在实际部署中,如果没有高精度的力反馈系统,很多任务根本无法完成”。

魔法原子研发负责人陈春玉也向第一财经记者表示,在当前『机器人』️进厂的实际工作当中,80%~90%都集中在搬运、上下料、巡检和质检等环节。“『机器人』️进厂,最初的工作基本都会以拿取和放置为主。”

依靠深度相机📷️、激光雷达等视觉传感器,『机器人』️可以感知环境并完成定位与导航,但仅凭视觉,『机器人』️容易受到工厂复杂光照条件的干扰,导致操作精度下降。Jason说,如果缺乏触觉反馈,『机器人』️对实际操作一无所知,“即使灵巧手已经被戳弯了,也无法及时停止”。

这也意味着,随着人形『机器人』️从“表演型”走向“实用型”,六维力传感器等核心部件正迎来真正的价值释放期。

成本下探,供应链响应速度成挑战

随着市场需求持续释放,如何在量产能力、成本控制与研发投入之间取得平衡,正成为『机器人』️核心零部件企业面临的新课题。

“今年的六维力传感器成本,和去年相比已经下降了30%左右。”随着公司产能的持续爬坡,六维力传感器已经进入了小批量量产阶段。刘吴月透露,2025年蓝点触控的多个单一客户出货量已经达到千台级别。今年上半年,关节力矩传感器出货量近7万套,已经超过了去年全年的出货量。

不过,由于当前『机器人』️产品尚未形成统一标准,定制化仍是核心零部件厂商与整机厂商合作的主流方式。

“人形『机器人』️技术迭代很快,这个月和上个月的技术都有可能发生不小的变化。”智元『机器人』️通用业务部总裁王闯在此前的采访中向第一财经记者表示,这意味着『机器人』️上游的供应链必须保持着较快的响应速度。

为提升研发效率与客户响应速度,刘吴月透露,蓝点触控当前已经搭建了基于自研垂类模型的定制化平台,将传感器设计中的通用原理固化为平台能力,不同客户需求则作为变量输入,通过AI自动生成最优方案。“传感器的通用逻辑相似,只是接口、外形、重量需求不一样,通过这个平台,我们已将定制需求的响应周期从传统的6~8周缩短至3~4周。”刘吴月介绍道。

随着『机器人』️加速“进厂”,力觉与触觉传感器赛道吸引了更多企业布局。7月7日,柯力传感(603662.SH)在投资者关系平台上透露,六维力传感器产品已实现向部分客户的批量供货,但目前相关业务规模占公司整体营收比重较小。东华测试(300354.SZ)也在今年2月透露,公司六维力传感器处于小批量试制阶段,正在提升精度和稳定性各项指标。今年6月,福莱新材(605488.SH)也发布了第二代柔性触觉传感器,能够帮助『机器人』️感知压力、温度等多维度信息。

在刘吴月看来,目前力传感器赛道尚未进入拼价格、抢份额的阶段,核心零部件厂商仍然有一定的议价能力。“我们现阶段和整机厂商更多处于一种‘联合打仗’的阶段,彼此之间是相互支撑、协同迭代,而非激烈竞争。大家都还在一起打天下,而不是卷到谁压价最多。”他认为,在这一过程中,具备研发实力和快速交付能力的企业,将在未来的人形『机器人』️供应链中占据更有利的位置。

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