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機器人雖能“看見”世界，卻難以“感知”力量,缺乏精準力控，導(dǎo)致其在精密裝配、醫(yī)療手術(shù)等場景中屢屢受制，操作粗糙、安全性低成為普遍痛點。為機器注入真實“力覺”，實現(xiàn)與人的安全、柔性交互，已成為推動機器人從“自動化”邁向“智能化”必須跨越的關(guān)鍵。

“如果機器人的視覺相當于人類的眼睛，那么六維力傳感器就是機器人的感知神經(jīng)中樞，它是機器人實現(xiàn)與物理世界安全和精確交互的基石?！?/strong>常州坤維傳感科技有限公司（以下簡稱“坤維科技”）聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO袁明論這樣比喻六維力傳感器在機器人中的核心作用。數(shù)據(jù)顯示，2024年中國六維力傳感器整體市場出貨量已突破1.4萬臺，到2030年，人形機器人領(lǐng)域的出貨量有望達到23萬臺，年復(fù)合增長率超過20%。

成立于2018年的坤維科技，憑借源自航天領(lǐng)域的50年力測量技術(shù)積淀，正致力于解決機器人智能化進程中的關(guān)鍵難題。隨著人形機器人從概念走向落地，六維力傳感器作為產(chǎn)業(yè)鏈深水處的關(guān)鍵部件，市場快速爆發(fā)。

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力覺是機器人交互的安全閥與精度尺

在機器人從“自動化”邁向“智能化”的關(guān)鍵階段，行業(yè)普遍面臨一個核心瓶頸：機器人雖然能夠“看見”世界，卻難以“感知”力量。視覺系統(tǒng)賦予了機器人識別物體位置、形狀乃至顏色的能力，但在真實、動態(tài)、非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中，僅憑視覺無法實現(xiàn)精細的物理交互。

正如袁明論所言：“純視覺方案在機器人從‘示教再現(xiàn)’走向‘智能自適應(yīng)’的過程中，遇到了無法逾越的瓶頸。”機器人若缺乏對力的精準感知與反饋，其在執(zhí)行裝配、打磨、手術(shù)等需要力覺反饋的任務(wù)時，便如同“盲人摸象”，難以實現(xiàn)真正的智能協(xié)作。

圖1 坤維科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO 袁明論

在實際場景中，缺乏力控帶來的問題尤為突出。例如，在手機外殼打磨過程中，機器人若無法實時感知并控制施加于工件表面的力度，極易造成過切或損傷；在骨科手術(shù)中，手術(shù)機器人若缺乏精確的力反饋，磨骨力度不當可能導(dǎo)致患者骨骼不可逆的損傷。這些場景中，視覺系統(tǒng)雖能定位目標，卻無法判斷接觸力的大小、方向與變化，無法實現(xiàn)“柔性接觸”與“自適應(yīng)調(diào)節(jié)”。而在具身智能應(yīng)用中，機器人需在不確定環(huán)境中完成抓取、搬運、協(xié)作等任務(wù)，純視覺方法的成功率極低，必須引入力反饋機制，才能提升操作的可靠性與安全性。

六維力傳感器的出現(xiàn)，正是為了解決這一核心痛點。它能夠?qū)崟r測量三維空間中六個獨立的力與力矩分量，包括三個方向的力和力矩，從而為機器人提供完整的力覺感知能力。袁明論形象地比喻：“六維力傳感器就像機器人的肌肉感知神經(jīng)，使其能夠像熟練工匠一樣，把握操作的力度，從而做出精準調(diào)整?！?/strong>這種能力不僅讓機器人從被動的指令執(zhí)行者轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蚺c環(huán)境互動的智能體，更使其在與人協(xié)作時具備更高的安全性與靈活性。

在人形機器人中，六維力傳感器的作用尤為關(guān)鍵。據(jù)行業(yè)研究，力傳感器在機器人中的價值占比高達16%，是其核心部件之一。人形機器人通常在手腕、腳踝等關(guān)鍵部位部署六維力傳感器，用于感知地面反力、調(diào)整步態(tài)平衡、實現(xiàn)柔順抓取與安全交互。袁明論強調(diào)：“這正是實現(xiàn)機器人與人自然、安全交互的技術(shù)基礎(chǔ)。”

未來，隨著人形機器人逐步進入工廠、家庭，乃至公共服務(wù)領(lǐng)域，其對力覺感知的需求將更加迫切。預(yù)計到2030年，僅人形機器人領(lǐng)域的六維力傳感器出貨量將達到23萬臺，市場規(guī)模有望突破百億元。

從安全閥到精度尺，六維力傳感器正在重新定義機器人的交互能力，它不僅提升了機器人在復(fù)雜環(huán)境中的適應(yīng)性與智能水平，更為人機共融的未來奠定了技術(shù)基石。隨著力覺與視覺、聽覺等多模態(tài)感知技術(shù)的進一步融合，機器人將真正實現(xiàn)從“感知環(huán)境”到“理解環(huán)境”，再到“響應(yīng)環(huán)境”的跨越，邁向更高層級的智能交互時代。

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從解決技術(shù)問題到滿足市場實際需求

在機器人智能化浪潮中，技術(shù)突破與市場需求之間的橋梁往往由工程化能力搭建。坤維科技的成功，不僅源于其在六維力傳感器領(lǐng)域的技術(shù)積累，更在于其將實驗室精度轉(zhuǎn)化為工業(yè)可靠性的系統(tǒng)能力。袁明論強調(diào)：“坤維科技的六維力傳感器，其高精度的核心來源是彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計、應(yīng)變計技術(shù)和解耦算法的深度融合?！?/strong>這種多技術(shù)路徑的協(xié)同創(chuàng)新，使坤維科技的產(chǎn)品在精準度、串擾、溫漂等關(guān)鍵指標上實現(xiàn)突破，其中準度含串擾控制在千分之一以內(nèi)，優(yōu)于行業(yè)平均水平，趕超國際同行水平。

航天背景為坤維科技帶來了獨特的技術(shù)基因。袁明論回顧道：“六維力傳感器技術(shù)在航天領(lǐng)域已發(fā)展50年，從材料、結(jié)構(gòu)解耦到測試設(shè)備、算法解耦都非常成熟?！边@一深厚積淀使坤維科技在創(chuàng)業(yè)初期就站在了更高的技術(shù)起點。然而，將航天級技術(shù)轉(zhuǎn)化為適用于工業(yè)場景的可靠產(chǎn)品，需要克服諸多工程挑戰(zhàn)。

圖2 坤維科技六維力傳感器

袁明論坦言：“從實驗室到工業(yè)現(xiàn)場，最大的挑戰(zhàn)之一是保證產(chǎn)品在震動、溫差等變量環(huán)境下的可靠性?！?/strong>為此，坤維科技引入了純自研且國內(nèi)唯一的六維聯(lián)合加載標定方法，通過同時按任意比例施加三個正交力和三個正交力矩，確保傳感器在真實工況下的準確性，避免了傳統(tǒng)一維標定導(dǎo)致的指標“美化”問題。

在核心敏感元件應(yīng)變計的工藝上，坤維科技實現(xiàn)了革命性突破。袁明論介紹：“傳統(tǒng)金屬應(yīng)變計單片大小約4~5mm，而坤維研發(fā)的基于MEMS工藝硅基應(yīng)變計單片大小可做到0.2~0.5mm，靈敏度提高20倍以上?！边@一突破不僅解決了傳感器小型化難題，契合人形機器人對關(guān)節(jié)部位傳感器小體積、高剛性的嚴苛要求，更為實現(xiàn)低成本、大批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

工程思維貫穿于坤維科技的產(chǎn)品開發(fā)全過程。在袁明論看來，“精準度不高的原因不是技術(shù)單一問題，要用工程思維來看”，這已成為團隊的核心價值觀。這種思維體現(xiàn)在對產(chǎn)品可靠性的極致追求上：“人形機器人需要的不是實驗室里測一次準的樣品，而是要在日復(fù)一日的動態(tài)運行中，抵抗溫度變化、濕度波動、振動沖擊，還要保證零點不漂移、精準度不衰減?！蓖ㄟ^嚴格的質(zhì)量控制，坤維科技六維力傳感器在-20℃到80℃溫度范圍內(nèi)，將零點漂移控制在0.01%FS/℃以內(nèi)。

圖3 坤維科技六維力傳感器應(yīng)用方案

技術(shù)融合是坤維科技滿足市場需求的另一關(guān)鍵。袁明論闡釋了六維力傳感與AI視覺的協(xié)同價值：“視覺負責粗定位，力控負責精操作，兩者結(jié)合讓機器人既能看得遠，又能摸得準。”這種多模態(tài)融合正是克服純視覺方案局限性的必由之路，也是具身智能發(fā)展的關(guān)鍵方向。

面對批量生產(chǎn)、成本控制和市場教育三大挑戰(zhàn)，坤維科技以系統(tǒng)工程方法尋找平衡點。袁明論指出：“六維力傳感器在結(jié)構(gòu)設(shè)計、解耦能力、標定檢測、工藝等方面具備較高的技術(shù)門檻，本質(zhì)上是一項系統(tǒng)工程?！边@種系統(tǒng)思維使坤維科技能夠綜合考慮性能、成本、可靠性和可制造性，為不同應(yīng)用場景提供最適宜的解決方案之一。

從解決技術(shù)難題到滿足市場實際需求，坤維科技走過了一條從技術(shù)優(yōu)勢到產(chǎn)品競爭力，再到市場價值的轉(zhuǎn)化之路。在這個過程中，工程思維不僅是技術(shù)術(shù)語，更成為一種解決問題的哲學，推動著中國六維力傳感器從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，從技術(shù)突破走向市場認可。

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串聯(lián)多元應(yīng)用賽道的核心邏輯

六維力傳感器作為機器人實現(xiàn)力覺感知的核心部件，正在多個前沿應(yīng)用場景中發(fā)揮“連接器”與“賦能器”的作用。從工業(yè)制造到醫(yī)療手術(shù)，從人形機器人到運動科學，其技術(shù)邏輯高度一致：通過高精度、高可靠性的力反饋，提升系統(tǒng)在物理交互中的智能水平與安全性。坤維科技憑借其系統(tǒng)化的技術(shù)能力與工程經(jīng)驗，正在這些看似分散的賽道中構(gòu)建起統(tǒng)一的技術(shù)底層與市場邏輯。

圖4 六維力傳感器應(yīng)用于人形機器人

人形機器人被普遍認為是下一代智能終端的代表，而六維力傳感器在其中扮演著“殺手級應(yīng)用”的角色。袁明論分析指出：“在人形機器人中，六維力傳感器是實現(xiàn)平衡行走、安全交互和精細操作的關(guān)鍵?！?/strong>具體而言，在手腕處部署六維力傳感器，可使機器人感知抓取力度，實現(xiàn)柔順抓取與精準操作；在腳踝或足底安裝，則能實時監(jiān)測地面反作用力，動態(tài)調(diào)整步態(tài)與姿態(tài)，防止滑倒或失衡。更重要的是，在人機近距離協(xié)作場景中，六維力傳感器能及時檢測到非預(yù)期的接觸力，并觸發(fā)安全響應(yīng)，避免對人造成傷害。坤維科技已推出HRS人形系列產(chǎn)品，包括適用于手腕的HRS30-60系列與適用于腳踝的HRS60-96系列，成功應(yīng)用于國內(nèi)首批批量生產(chǎn)的人形機器人，體現(xiàn)出在小型化、高剛性、高過載等方面的技術(shù)領(lǐng)先性。

在工業(yè)機器人領(lǐng)域，六維力傳感器的價值主要體現(xiàn)在“降本增效”與“提質(zhì)升級”兩方面。袁明論分享了一個典型案例：在精密裝配環(huán)節(jié)，使用坤維科技的六維力傳感器后，客戶產(chǎn)品的不良率降低了多個數(shù)量級。這是因為傳統(tǒng)機器人依賴于位置控制，難以應(yīng)對工件的公差或裝配過程中的微小變化，而引入力控后，機器人能夠?qū)崟r感知并調(diào)整力度與姿態(tài)，實現(xiàn)“自適應(yīng)裝配”。同樣，在打磨、拋光、去毛刺等工藝中，力控能有效避免過切或欠加工，提升工藝一致性與產(chǎn)品良率。隨著工業(yè)機器人從“自動化”向“智能化”升級，六維力傳感器正成為實現(xiàn)柔性制造與智能產(chǎn)線的關(guān)鍵部件。

圖5 六維力傳感器應(yīng)用于醫(yī)療手術(shù)機器人

醫(yī)療手術(shù)機器人對力的感知精度與可靠性要求極高，直接關(guān)乎患者的生命健康。袁明論強調(diào)：“在手術(shù)機器人領(lǐng)域，‘準度’的定義超越了物理指標，更包含了安全與信任的維度?！?/strong>坤維科技的六維力傳感器在串擾、溫漂、非線性度等關(guān)鍵指標上達到醫(yī)療級標準，準度含串擾優(yōu)于0.3%FS，精度優(yōu)于0.1%FS，能夠滿足手術(shù)機器人對“穩(wěn)、準、精”的極致追求。在骨科、神經(jīng)外科等精細手術(shù)中，機器人力覺反饋可幫助醫(yī)生實現(xiàn)更精準的切削、鉆孔或縫合，最大限度減少組織損傷，提升手術(shù)成功率與患者康復(fù)質(zhì)量。

此外，坤維科技還將其力控技術(shù)與AI視覺能力拓展至運動科學領(lǐng)域，成立了“坤維科技運動”子品牌。通過部署六維力傳感器于運動捕捉系統(tǒng)、康復(fù)設(shè)備與訓(xùn)練平臺，可以為運動員、康復(fù)患者等用戶提供精準的動作分析、力量評估與訓(xùn)練反饋。袁明論指出，這一跨界應(yīng)用體現(xiàn)了坤維科技“借助高新技術(shù)，形成當前效益的行業(yè)應(yīng)用新樣例”的戰(zhàn)略思路，不僅拓展了技術(shù)邊界與市場空間，也展現(xiàn)出六維力傳感器作為底層感知技術(shù)，在不同行業(yè)中的高度可遷移性與潛力。

從人形機器人到工業(yè)制造，從醫(yī)療手術(shù)到運動科學，六維力傳感器正在多個高價值賽道中扮演著“技術(shù)公約數(shù)”的角色。坤維科技通過系統(tǒng)化的產(chǎn)品布局與場景深耕，不僅強化了其在機器人傳感器領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先性，也為中國智能裝備與具身智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了關(guān)鍵的力覺支撐。

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筑牢中國具身智能產(chǎn)業(yè)的“新長城”

在我國機器人產(chǎn)業(yè)從“跟跑”到“并跑”乃至“領(lǐng)跑”的進程中，核心部件的自主可控與技術(shù)創(chuàng)新已成為支撐產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。六維力傳感器作為機器人的“力覺神經(jīng)”，不僅是實現(xiàn)智能交互的基礎(chǔ)，更是中國具身智能產(chǎn)業(yè)能否在全球競爭中占據(jù)制高點的戰(zhàn)略要素。坤維科技憑借其在航天領(lǐng)域的深厚技術(shù)積淀、系統(tǒng)化的工程思維與前瞻性的產(chǎn)業(yè)布局，正致力于筑牢這條屬于中國具身智能產(chǎn)業(yè)的“新長城”。

圖6 坤維科技六維力傳感器生產(chǎn)產(chǎn)線

回顧坤維科技的創(chuàng)業(yè)歷程，是一條從“技術(shù)高地”走向“產(chǎn)業(yè)深處”的路徑。袁明論總結(jié)道：“源于什么是基礎(chǔ)，用于哪里是本事?！边@句話不僅體現(xiàn)了坤維科技將航天技術(shù)轉(zhuǎn)化為市場產(chǎn)品的核心理念，也折射出中國高科技企業(yè)從技術(shù)引進到自主創(chuàng)新、從實驗室研究到產(chǎn)業(yè)化落地的挑戰(zhàn)與機遇。

航天領(lǐng)域的六維力測量技術(shù)已有50年的發(fā)展歷程，在材料、結(jié)構(gòu)、算法、測試等方面形成了完整的技術(shù)體系與工程標準。坤維科技在創(chuàng)業(yè)初期即依托這一背景，實現(xiàn)了準度含串擾指標從行業(yè)平均2%FS降至1‰FS級別的突破，奠定了其在精準度與可靠性方面的領(lǐng)先優(yōu)勢。

坤維科技引入航天級測試標準與六維聯(lián)合加載標定方法，確保產(chǎn)品在真實場景中的穩(wěn)定性與一致性。這種對可靠性的極致追求，不僅源于航天領(lǐng)域?qū)|(zhì)量的嚴苛要求，也是坤維科技產(chǎn)品能夠在工業(yè)、醫(yī)療、人形機器人等高端場景中贏得信任的關(guān)鍵。

在產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建方面，坤維科技積極參與國家標準的制定工作，推動六維力傳感器行業(yè)的規(guī)范化與透明化發(fā)展。國家標準《機器人多維力/力矩傳感器檢測技術(shù)規(guī)范》（GB/T 43199-2023）于2024年4月1日正式實施，坤維科技正是該標準的主筆撰寫單位之一。

袁明論指出，國家標準實施后，所有廠商都需按照統(tǒng)一標準標注性能指標與檢測方法，客戶能夠清晰識別各品牌產(chǎn)品的真實性能，避免因指標虛高或測試方法不統(tǒng)一導(dǎo)致的選型失誤與資源浪費。不僅提升了整個行業(yè)的技術(shù)門檻與產(chǎn)品質(zhì)量，也為下游機器人企業(yè)提供了更可靠的供應(yīng)鏈保障。

隨著人形機器人產(chǎn)業(yè)的快速崛起，六維力傳感器作為其力覺系統(tǒng)的核心，正迎來爆發(fā)式增長的前夜。袁明論預(yù)測，到2030年，人形機器人領(lǐng)域六維力傳感器的市場規(guī)模將超百億元。坤維科技以“高精度+高產(chǎn)能+場景經(jīng)驗”的組合策略，正在這一賽道中搶占先機，不僅推出了多款專為人形機器人設(shè)計的傳感器產(chǎn)品，還通過與頭部企業(yè)合作，積累了豐富的場景數(shù)據(jù)與工程經(jīng)驗，為其在未來市場競爭中構(gòu)筑了堅實的護城河。

圖7 坤維科技參與國內(nèi)多個專業(yè)展會

袁明論堅信，在具身智能這場技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的長跑中，坤維科技作為頭部六維力傳感器企業(yè)，其每一步突破與積累，都是在為中國具身智能產(chǎn)業(yè)筑牢技術(shù)上的“新長城”。

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