近日，備受矚目的2024世界機(jī)器人大會(huì)（WRC）在北京圓滿落下帷幕。在這場(chǎng)具身智能在年初成為科技界熱議話題后，北京首次舉辦的世界級(jí)機(jī)器人行業(yè)盛會(huì)上，共有27款人形機(jī)器人精彩亮相，并成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

本次大會(huì)發(fā)布了《人形機(jī)器人十大趨勢(shì)展望》，對(duì)未來人形機(jī)器人的發(fā)展方向進(jìn)行了深入洞察。報(bào)告中特別強(qiáng)調(diào)了具身智能的重要性，即發(fā)展能夠在復(fù)雜多變的環(huán)境中做出快速、精確反應(yīng)的高質(zhì)量、高性能智能系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須依托于技術(shù)先進(jìn)的人形機(jī)器人專屬部組件與材料，例如高精度傳感器等，以構(gòu)建更加穩(wěn)定和高性能的硬件系統(tǒng)。

從報(bào)告可知，建立人形機(jī)器人多模態(tài)大模型的關(guān)鍵在于多源感知的融合。通過整合多種感知數(shù)據(jù)，生成豐富的多模態(tài)信息，可以有效提升機(jī)器人的泛化能力，使其更好地理解和適應(yīng)各種環(huán)境。

回看感知層的發(fā)展，傳感器技術(shù)當(dāng)前正朝著數(shù)字化、智能化、小型化、集成化、節(jié)能化以及高精度等方向迅速發(fā)展。在此進(jìn)程中，MEMS技術(shù)和柔性技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵，它們?yōu)閭鞲衅鞯倪M(jìn)一步迭代升級(jí)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

MEMS技術(shù)

MEMS技術(shù)，即微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical Systems）技術(shù)，是一種高度集成的微米級(jí)尺寸的微型系統(tǒng)。MEMS器件的制造技術(shù)包括表面微加工、體微加工、LIGA技術(shù)等，這些技術(shù)允許在硅片上制造復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。MEMS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其小尺寸、低重量、低功耗、高集成度和成本效益。

MEMS超聲波傳感器

MEMS超聲波傳感器是將壓電薄膜作為功能薄膜與硅基MEMS（微機(jī)電）相集成的新一代超聲波傳感器產(chǎn)品，通過晶圓級(jí)MEMS微納工藝制造，單個(gè)芯片兼具超聲波發(fā)射（Tx）與接收（Rx）復(fù)用功能。

相較其他技術(shù)方案而言，使用MEMS超聲波傳感器方案來補(bǔ)充機(jī)器人視覺系統(tǒng)對(duì)于距離感知的缺失或?qū)⒏险w設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)效益，它有更廣的感應(yīng)范圍、更小的尺寸和隱藏式安裝等優(yōu)勢(shì)。

視場(chǎng)角達(dá)180°，探測(cè)范圍廣

MEMS超聲波傳感器視場(chǎng)角可達(dá)180°，探測(cè)范圍寬廣，機(jī)器人前后各安裝一個(gè)，即可達(dá)到360°視場(chǎng)角的效果，足以達(dá)到日常協(xié)作的感應(yīng)需求。

毫米級(jí)尺寸，體積小

得益于MEMS制造技術(shù)對(duì)傳感器表面微加工、體微加工等加持下，MEMS超聲波傳感器尺寸為4.2*4.2*1.5mm，體積遠(yuǎn)小于其他常規(guī)傳感器。

隱藏式安裝

在實(shí)際應(yīng)用中，MEMS超聲波傳感器可進(jìn)行隱蔽式安裝，通過巧妙的設(shè)計(jì)達(dá)到肉眼無法察覺的效果，從而不影響整機(jī)外觀設(shè)計(jì)，保持機(jī)器人外觀設(shè)計(jì)完整度和美觀度。

柔性技術(shù)

柔性技術(shù)（Flexible Manufacturing Technology, FMT）在機(jī)器人制造中的應(yīng)用，是指通過使用柔性材料，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人關(guān)鍵部分組件的任意彎曲、折疊或拉伸而不會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞，從而實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)性能。柔性技術(shù)的發(fā)展，也為可穿戴設(shè)備、電子健康監(jiān)測(cè)、智能紡織品等帶來了新的可能性。

柔性壓力傳感器

先進(jìn)的納米界面電容原理的離電型柔性傳感器，可以快速準(zhǔn)確對(duì)作用在產(chǎn)品表面的壓力進(jìn)行檢測(cè)。具備檢測(cè)靈敏、準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定，并且體積小、安裝與使用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。尤其適用于機(jī)器人檢測(cè)抓手受力的應(yīng)用。

多個(gè)柔性壓力傳感器集成陣列，可作為機(jī)器人電子皮膚使用，傳感器通過數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理單元，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而實(shí)時(shí)檢測(cè)微小壓力變化，實(shí)現(xiàn)“人類級(jí)”皮膚的壓力感應(yīng)功能。

智能化集成，支持二次開發(fā)

該傳感器搭載的采集器模塊遵循開放式通信協(xié)議，不僅能識(shí)別抓取物品的種類和狀態(tài)，監(jiān)測(cè)掉落情況，還能探測(cè)受力強(qiáng)度。模塊支持二次開發(fā)，允許用戶根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行定制優(yōu)化，以擴(kuò)展其功能和適應(yīng)性。

柔性技術(shù)，適用于不同表面

柔性壓力傳感器由柔性材料制成，采用可彎曲的基底，多陣列式也能具有可彎曲性、可折疊性、可拉伸性，可以適應(yīng)不同的表面形狀，使其能夠用于不規(guī)則或彎曲的物體表面。

體積小，多陣列排布實(shí)現(xiàn)多種功能

產(chǎn)品尺寸為3*2*0.3mm，重量不足1g，極其輕薄，有利于通過不同的陣列排布實(shí)現(xiàn)不同的功能應(yīng)用，如壓力映射、觸覺反饋、電子皮膚、柔性顯示器等，于陣列化的傳感器可以提供更高維度的檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析能力。

在實(shí)際應(yīng)用中，柔性壓力傳感器陣列如被折疊成更緊湊的形式，更便于攜帶和存儲(chǔ)；可拉伸性使傳感器即使承受一定程度的形變也而不損壞，助力未來機(jī)器人實(shí)現(xiàn)“超人能力”的高動(dòng)態(tài)性能應(yīng)用。

隨著技術(shù)發(fā)展，業(yè)內(nèi)較為領(lǐng)先的傳感器企業(yè)已開始研發(fā)“MEMS+柔性”兩大先進(jìn)技術(shù)結(jié)合的傳感器，我們期待有更多更好的傳感器產(chǎn)品。