全球登上多條重磅新聞的機器人，背后已經(jīng)都用了中國傳感器

近日，第八屆中國機器人峰會(huì )得到中央及地方級媒體廣泛報道，峰會(huì )上亮相的工業(yè)機器人、協(xié)作機器人、人形機器人等多款機器人產(chǎn)品出現在新聞聯(lián)播，成為社會(huì )熱議的焦點(diǎn)。

隨著(zhù)工業(yè)機器人和各類(lèi)民用服務(wù)機器人需求激增，中國已成為全球最大的機器人市場(chǎng)和增長(cháng)最快的新興市場(chǎng)，“機器人+”時(shí)代悄然而至。在新興產(chǎn)業(yè)與機器人技術(shù)融合不斷深入的當下，機器人產(chǎn)業(yè)走向高質(zhì)量發(fā)展，我國自主機器人零部件、整機、系統集成及周邊配套其實(shí)已經(jīng)構建起了一體的完備產(chǎn)業(yè)鏈體系。

機器人傳感器、機器視覺(jué)作為機器人應用的關(guān)鍵零部件，一直是行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域。目前我國在這些領(lǐng)域的創(chuàng )新走在世界前列，正作為我國機器人產(chǎn)業(yè)鏈上的長(cháng)板領(lǐng)域，賦能更多的機器人應用，拓展機器人應用的深度和廣度。

例如本次在新聞中頻繁亮相的多款機器人產(chǎn)品，其實(shí)背后也有用上國產(chǎn)機器人傳感器。

▍傳感器國產(chǎn)化快速提升

機器人大講堂調研了解到，第八屆中國機器人峰會(huì )上展覽上美的、ABB等企業(yè)的多款機器人，都用著(zhù)一家名為宇立儀器的中國品牌傳感器產(chǎn)品。

宇立儀器的業(yè)務(wù)面非常廣泛，目前應用于包括汽車(chē)、機器人等多個(gè)領(lǐng)域，目前是國內唯一具有汽車(chē)碰撞假人多軸力傳感器生產(chǎn)能力的企業(yè)（全球僅兩家），宇立十幾年前把汽車(chē)行業(yè)力傳感器技術(shù)引入機器人行業(yè)，其六軸力傳感器很早就在ABB、KUKA、YASKAWA、FOXCONN等國際領(lǐng)先的機器人企業(yè)得到良好應用，目前也快速應用到多個(gè)國產(chǎn)機器人品牌上。

美的庫卡也一直是宇立的合作客戶(hù)，在2020年雙方合作下，KUKA 面向各行各業(yè)的打磨需求，就推出了一款 KUKA ready2_grinding應用產(chǎn)品，該產(chǎn)品集成了力傳感器、位移傳感器和傾角傳感器，能實(shí)現機器人姿態(tài)自動(dòng)補償，適用任何厚度焊縫，一個(gè)動(dòng)作輕松高效完成焊縫去除工作，響應速度快，時(shí)間達5毫秒，精度10%之內。

在產(chǎn)品憑借恒力打磨、實(shí)時(shí)反饋和監控打磨壓力大小等九大優(yōu)勢，在市場(chǎng)上取得了較好反響，后續在2021年，雙方還成立了“宇立－庫卡智能打磨聯(lián)合實(shí)驗室”，共同研發(fā)基于力控和視覺(jué)的智能打磨技術(shù)，旨在適應市場(chǎng)快速應用的需求，為客戶(hù)提供最優(yōu)化的價(jià)值。

除了工業(yè)領(lǐng)域的機器人客戶(hù)，宇立的傳感器還在人形機器人等新領(lǐng)域有著(zhù)應用。

例如第八屆中國機器人峰會(huì )上之江實(shí)驗室展出最新研制的第三代仿人鋼琴演奏機器人、高性能雙足人形機器人原理樣機受到廣泛關(guān)注，其實(shí)在人形機器人足底就采用了宇立儀器的六維力傳感器，這樣才能保證機器人對于力的精準計算與控制，從而有了峰會(huì )展示中人形機器人彈奏鋼琴樂(lè )曲、腳踩蹺蹺板等絕活。

▍更多中國傳感器走向全球

不僅是本次峰會(huì )上展示的國產(chǎn)機器人，全球廠(chǎng)商對于宇立生產(chǎn)的傳感器都有著(zhù)較多的認可。

例如TOYOTA和美敦力等全球領(lǐng)先的廠(chǎng)商也應用到宇立的傳感器技術(shù)，幫助實(shí)現高靈敏的交互感知，極大拓展了機器人的應用場(chǎng)景。

TOYOTA以汽車(chē)聞名全球，但其同時(shí)也在致力于汽車(chē)自動(dòng)駕駛、機器人、機器學(xué)習、AI等新興領(lǐng)域的研究。2021年豐田研究院最新的家用機器人曾展示可在清理桌面時(shí)進(jìn)行自拍，同時(shí)該機器人還能識別反光或透明的物品。這其中就得益于宇立為T(mén)OYOTA提供的超高分辨率六維力傳感器。

因為該六維力傳感器的具有獨特的體積、分辨率優(yōu)勢，這也是TOYOTA在全球選擇了宇立產(chǎn)品的重要因素。具體來(lái)看，該傳感器厚度僅9.2mm，FXFY量程1200N，FZ量程2000N，MXMYMZ量程27Nm，支持EtherCAT和CAN BUS通信，最高采樣率2KHZ，分辨率高達1/40000F.S，0.05N的力能清晰分辨。1000HZ采樣率情況下，更是分辨率高達1/20000F.S，0.1N的力能清晰分辨。

美敦力同樣采用了宇立的六維力傳感器。在2019年底，美敦力（Medtronic）手術(shù)機器人Hugo RAS發(fā)布，作為達芬奇強大的挑戰者，美敦力為了實(shí)現超高精度的細節還原與醫療手感傳遞，一臺Hugo RAS機器人就使用30多個(gè)SRI的關(guān)節扭矩傳感器。

之所以選擇宇立，一方面是因為宇立的關(guān)節扭矩傳感器具有結構輕薄、抗彎能力強、軸間串擾小等特征，同時(shí)剛度是諧波的4倍以上，另一方面，宇立的質(zhì)量體系其實(shí)已經(jīng)提升至醫療等級，在國內外獲得了頂級高校和實(shí)驗室的認可，這使得宇立的產(chǎn)品成為全球許多后發(fā)手術(shù)機器人產(chǎn)品的首選。

不僅如此，全球越來(lái)越多外骨骼機器人正都已經(jīng)開(kāi)始配備了力控制單元，這使得人工智能假肢的控制單元可以感知路況和體態(tài)的變化，實(shí)時(shí)為患者提供主動(dòng)而非被動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡支持。

例如密歇根大學(xué)研發(fā)的智能假肢，足底就集成了厚度僅9.2mm的宇立超薄六維力傳感器，而關(guān)節更是配備了宇立關(guān)節扭矩傳感器。

例如上海電氣研發(fā)的上肢康復外骨骼，同樣采用宇立關(guān)節扭矩傳感器作為力反饋原件，該產(chǎn)品目前已經(jīng)拿到醫療設備認證。

又例如華大遠程超聲機器人，末端也配備了宇立的六維力傳感器；上海理工大學(xué)的下肢外骨骼，也將宇立的關(guān)節扭矩傳感器應用于力反饋。

從參數上來(lái)看，這些外骨骼機器人研究者選擇宇立的超薄系列傳感器也并不意外。這一系列包括18個(gè)型號，厚度均小于1cm，最小的僅7.5mm厚。但令人震驚的是，在極薄的設計中，這一產(chǎn)品型號的重量均小于0.26kg，最輕僅0.01kg。另一性能關(guān)鍵指標精度指標非線(xiàn)性和遲滯僅為 1%，串擾小于 3%。

這毫無(wú)疑問(wèn)已經(jīng)是全球市場(chǎng)上超小，超輕、超薄傳感器的典范。

▍國產(chǎn)化的研發(fā)突圍歷程

目前，傳感器作為機器人等領(lǐng)域底層卻非常關(guān)鍵的技術(shù)，正加快推進(jìn)與新一代信息技術(shù)的融合?！陡２妓埂飞踔翆鞲衅鞅涣袨槲磥?lái)10大科技產(chǎn)品之首，足以證明其重要性。

但在原先，美、日、德三國的傳感器三分天下，而中國90%的傳感器靠進(jìn)口，全球一共高達約4.8萬(wàn)種傳感器的種類(lèi)，但我國在研究的僅有6000種左右，僅占所有傳感器的1/8。

作為國產(chǎn)自主品牌，宇立多年在激烈競爭中一步步實(shí)現了并跑、領(lǐng)跑，圍繞傳感器領(lǐng)域不斷取得世界級影響力，并吸引了全球各國的客戶(hù)。2018年9月，宇立曾主辦了第一屆機器人力控技術(shù)會(huì )議，就吸引了來(lái)自全球多個(gè)國家的130余專(zhuān)家學(xué)者參會(huì )， 2020年9月，宇立主辦了第二屆機器人力控技術(shù)會(huì )議，180余專(zhuān)家學(xué)者參會(huì )，表明了對于宇立實(shí)力的認可。

對于一個(gè)傳感器產(chǎn)品而言，要想在市場(chǎng)上站穩腳跟，必然需要在性能、品牌、價(jià)格三個(gè)方面具備突出的競爭力，而以宇立為代表的中國企業(yè)在這三方面做到了極致，實(shí)現了產(chǎn)品國產(chǎn)化率逐步提升。

這不僅離不開(kāi)宇立多年來(lái)對于材料研發(fā)、加工工藝的不斷打磨，背后還有著(zhù)宇立對于技術(shù)的堅持與深耕，從而才能在核心制造工藝等方面實(shí)現突破，解決了國內傳感器生產(chǎn)能力落后，產(chǎn)品質(zhì)量差的問(wèn)題，快速建立了產(chǎn)品和口碑，最終讓SRI品牌走向了全球。

在全球化的發(fā)展中，宇立的國內傳感器產(chǎn)業(yè)研發(fā)也在不斷完善和升級，獲得了更多商業(yè)機會(huì )。通過(guò)切入機器人等新領(lǐng)域，加強制造工藝和新型傳感器的開(kāi)發(fā)，發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的原創(chuàng )性技術(shù)和產(chǎn)品，還研制了一批適用于人形、外骨骼、協(xié)作機器人等新品類(lèi)的新材料和新產(chǎn)品，打造出了六維力傳感器等一大批高性能爆品，從而成功突破了國外對于高端傳感器應用領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)的卡脖子問(wèn)題。

目前，在技術(shù)方面，宇立等國產(chǎn)傳感器企業(yè)所制造出的產(chǎn)品，在主要性能指標和使用壽命上和國外已經(jīng)并不存在明顯差距，同時(shí)，國內更多企業(yè)正努力通過(guò)把產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢轉化為技術(shù)優(yōu)勢，深耕新興行業(yè)，通過(guò)“傳感器+應用”帶動(dòng)技術(shù)突破、產(chǎn)品升級。

▍結語(yǔ)與未來(lái)

作為機器人產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，也是機器人實(shí)現自主性最重要的方式之一，多傳感器融合能使機器人能夠在最少的人工干預下獨立移動(dòng)，并完成物流配送、農業(yè)應用、測繪和探索等許多任務(wù)，做強做優(yōu)核心零部件產(chǎn)業(yè)意義重大。

目前，中國傳感器領(lǐng)域正在宇立等龍頭企業(yè)的帶領(lǐng)下，快速解決上下游痛點(diǎn)、應用堵點(diǎn)、創(chuàng )新難點(diǎn)，助力實(shí)現了工業(yè)機器人、協(xié)作機器人等品類(lèi)的機器人+應用，未來(lái)有望讓機器人更好賦能制造業(yè)升級，更好助力實(shí)體經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。