(来源:嘉兴日报)
转自:嘉兴日报
■记者 沈 婷 姜鹏飞
通讯员 葛佳慧
一边,人形机器人的手指轻覆一层仿生薄膜,指尖轻搭吉他弦,关节灵活屈伸,揉弦、拨弦动作流畅,舒缓旋律随之流淌;另一边,与人掰手腕的机器人,能敏锐觉察到对手的每一次发力试探、僵持角力与突然反击,即时做出回应。
这不是科幻电影中的场景,而是电子皮肤技术正勾勒出的现实。昨天,走进落户于嘉善姚庄的浙江福莱新材料股份有限公司(以下简称“福莱新材”),大屏幕上循环播放的视频,正生动展示着这充满未来感的一幕。
“电子皮肤”学名柔性传感器,简单说就是给机器人、智能设备装上一层“人造皮肤”,使之像人类皮肤般感知压力、触碰等刺激。
今年以来,福莱新材已先后发布了三代电子皮肤产品。从实验室里千万次枯燥的尝试与失败,到生产线上稳定产出的成熟产品,这张薄如蝉翼的电子皮肤,走过的是一条不平凡的迭代升级之路,更是一条将前沿科研成果与现代化产业需求深度融合的攻坚之路。
电子皮肤的破壁突围
2009年成立的福莱新材,深耕功能性涂布复合材料多年。2017年,公司嗅到柔性传感领域的市场机遇,果断开启相关布局。随着人形机器人赛道热度飙升,又顺势进军电子皮肤领域。
但新兴领域的开拓从来不是易事。人类皮肤每平方厘米有上百个感知神经末梢,电子皮肤需要在极小面积上集成大量传感器,还要保证柔韧性、抗干扰性和长期耐用性。那时,全球仅少数几家公司掌握核心技术,国内需求基本依赖进口。
研发初期,团队屡屡碰壁:涂层太厚,传感器不够灵敏;材料柔韧性差,弯折几次就断裂;抗干扰能力弱,容易受电磁信号影响……
“研发就是一个厚积薄发的过程。”福莱新材首席科学家陈书厅博士颇为感慨。公司于2017年启动前瞻性研究,2020年完成材料基础研究与测试,2021年通过鉴定验收,2022年度荣获浙江省科学技术奖……一步步摸清技术脉络,撬开了行业大门。
今年以来,福莱新材已将电子皮肤列为战略核心,全方位筑牢技术护城河。
一方面,研发团队规模实现翻番,从海外引进国家级、省级人才,联动知名高校强化技术支撑,还在传感材料、制备工艺、算法等关键领域提前布局专利,织起一张严密的技术保护网;另一方面,投入千万元级研发资金,不断升级研发设备、搭建中试产线,既为对接机器人主机厂提供硬件支撑,也能快速响应大客户定制需求。
8年磨一剑,终见锋芒。今年2月,福莱新材第一代电子皮肤产品亮相,从实验室走向了生产线。发布会上出现一幕:一只指尖搭载了“电子皮肤”的机器手,能以合适的力度抓起一块豆腐、一个鸡蛋、一块海绵,在刚柔之间切换自如,让不少投资者眼前一亮。
让电子皮肤更“像人”
第一代产品的完成,让团队信心大增。但随着人形机器人产业的快速发展,市场要求越来越高。比如,人形机器人的指尖、指腹都是曲面,能不能做全曲面都能感知的产品?
比起平面产品,全曲面产品的研发难度呈倍数级增长:材料得更柔韧、更稳定,能紧密贴合曲面,还能反复使用不失效,还得解决曲面环境下信号干扰失真问题。
彼时,福莱新材虽已有较为完整的柔性传感器链路自主研发体系,但部分细分技术点仍需突破。
团队全力推进技术突破:改良传感材料配方,适配曲面贴合需求;搭建曲面测试方法,完善校准体系;优化电极布局,破解信号干扰难题……经上百次方案迭代、数千次试验,总算啃下了这块“硬骨头”。
今年6月,电子皮肤已升级至第二代——实现了“真柔性、全曲面、三维力”。具体来说,其不仅能覆盖机器人灵巧手的指尖、指腹、手心等复杂曲面,还能精准捕捉和解析多方向的作用力,包括垂直力和剪切力等,性能大幅提升。
但团队并未止步,向着更高目标冲击:让电子皮肤更“像人”。
此前,机器人摸到东西后,要先把信号传到“大脑”处理后再反馈信息,大量信息接收传输会影响反应速度。陈书厅觉得,得把“计算能力”装到每一寸电子皮肤里,让指尖自己就能“思考”,反应才能快。
为此,公司迅速扩大研发团队,引进算法与大模型专家廖永兴博士,牵头研发边缘计算架构;与浙江清华柔性电子技术研究院共建“智能感知联合实验室”,联手聚焦芯片设计与AI硬件集成,还进一步强化算法与大模型深度融合。
千锤百炼终成钢。今年11月27日,第三代电子皮肤在上海亮相。活动现场展示了新一代电子皮肤智能产品,如灵巧手指尖触觉传感、智能感知萌宠、智能感知陪伴机器人等。
第三代电子皮肤的核心突破在于“芯感一体”:芯片植入后,信号无需过脑,可在指尖直接处理,反应速度大幅提升;加入先进智能算法后,机器人对物体不再是简单‘触碰’,而能深度‘感知’,知道手里到底抓着什么;有效感知面积也显著增大,能获得更丰富、更立体的触觉信息——实现了“又快、又懂、又无处不在”的感知能力。
当天,记者在上海发布会现场体验了一把:指尖轻触覆有电子皮肤的模拟手指,右侧电脑屏幕瞬间生成实时跳动的三维压力图谱,每一瞬的触碰力度、受力范围清晰呈现,毫无延迟感。
“这是强强联合的成果,我们共同为机器人产业添上动力。”福莱新材总经理李耀邦在发布会上难掩喜色。
中国皮肤的全球布局
目前,第二代产品已实现对人形机器人、灵巧手、工业检测等领域的批量供货,客户覆盖灵心巧手、兆威机电、雷赛智能等数十家国内外客户。
在国内市场站稳脚跟的同时,福莱新材加速布局全球。今年9月,公司在美国加州设立全资子公司,在当地组建商务和技术团队对接国际客户,目前已在北美市场拿下小批量订单。
“北美客户对全球通用人工智能研究较深,特别看重产品的一致性、可靠性、寿命、信号漂移。”李耀邦表示,未来公司也将持续与客户协同合作,共同为机器人大脑提供更可靠的数据支持。
从最初1条生产线、占地10亩的小工厂,到如今60余条生产线、近600亩的生产基地;从涂布材料供应商,到智能传感解决方案提供商,福莱新材在智能感知新赛道中开辟出“第二增长曲线”。今年前三季度,公司累计营收20.97亿元,同比增长18.09%。
“掌握核心技术并非一蹴而就,但这是我们必须要走的路。”站在公司的产品展示区,福莱新材董事长夏厚君看着那些从实验室走向生产线、即将发往全球的电子皮肤,信心满怀,“电子皮肤正持续释放产业价值,未来我们会通过持续升级这层皮肤,为机器人产业发展注入更多力量。”
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