随着人工智能和机器人技术的飞速发展,机器人与物理世界的交互能力成为制约其商业落地的关键瓶颈。传统机器人主要依赖视觉和听觉感知环境,而触觉感知的缺失使得机器人在执行精细操作时缺乏”手感”,难以适应复杂多变的任务场景。触觉感知技术的突破,正成为破解这一难题的核心钥匙,推动机器人从实验室走向千家万户。在这一领域,他山科技通过自主研发的触觉感知芯片和系统解决方案,为行业提供了重要的技术范本和实践路径。

技术突破:从芯片架构到感知能力革新

触觉感知技术的核心挑战在于如何让机器像人类一样精准感知力、材质和形状等多维物理信息。他山科技通过数模混合AI触感芯片(Ruby系列)的创新设计,实现了三大技术突破:首先,在感知精度上达到0.01N的力控水平,相当于人类手指轻触纸张的敏感度;其次,采用R-SpiNNaker分布式类脑架构,在芯片级完成触觉信号的实时处理,将延迟控制在毫秒级;第三,突破传统传感器单点测量的局限,实现压力、剪切力和振动等多维信号的同步解析。这些技术进步使得机器人能够像人类一样感知物体的硬度、纹理和形状变化,为自适应抓取和精细操作奠定基础。
值得注意的是,触觉感知芯片的研发面临微型化与高性能的双重挑战。他山科技团队历时5年攻关,从纯算法研究转向跨学科集成,最终在芯片设计、材料科学和AI算法的交叉领域取得突破。这种技术路径表明,未来机器人感知系统的创新将越来越依赖于硬件-软件-算法的协同优化。

商业化落地:从工业场景到人形机器人

触觉感知技术的价值正在多个商业场景中得到验证。在工业领域,配备触觉感知的机器人灵巧手已能完成电子元件装配、易碎品分拣等高精度作业,通过实时力反馈实现”触觉防撞”和自适应抓握。消费电子领域则利用材质识别技术,为智能家电带来创新的交互体验,如通过触摸识别用户意图的智能面板。更具颠覆性的是在服务机器人领域,触觉感知使人形机器人能够完成医疗护理中的静脉注射、家庭服务中的餐具整理等需要触觉反馈的复杂任务。
他山科技创始人马扬指出,上肢触觉感知是人形机器人替代人类劳动的最后技术堡垒之一。随着2023年后资本加速涌入(如软银中国、新鼎资本等机构的投资),触觉感知技术已从实验室研究转向规模化应用。特别在老龄化社会需求驱动下,具备触觉能力的护理机器人预计将在2025-2027年迎来爆发式增长。这种商业化进程表明,触觉技术正在重复计算机视觉的发展轨迹——从单一功能突破到全场景赋能。

生态构建与未来挑战

触觉感知技术的全面落地需要构建完整的产业生态。当前主要面临三方面挑战:首先是标准缺失问题,各厂商的触觉数据格式和接口协议不统一,导致系统集成困难;其次是成本控制,高性能触觉传感器的量产良率直接影响终端产品定价;第三是应用场景的碎片化,需要针对不同行业开发定制化解决方案。
他山科技通过DEMO CHINA等平台积极对接上下游资源,其生态建设策略具有借鉴意义:一方面与灵巧手制造商共同定义硬件接口标准,另一方面向AI算法公司开放触觉数据集,加速智能抓取算法的迭代。马扬预测,2024年后将出现触觉感知的”安卓时刻”——即形成统一的开发平台和工具链,使开发者能像调用摄像头一样便捷地使用触觉功能。这种生态协同效应将大幅降低技术应用门槛。
从更长远看,触觉感知将与视觉、听觉等模态深度融合,推动机器人向”多感官智能体”进化。随着脑机接口技术的发展,未来甚至可能实现人类与机器人之间的触觉共享,彻底改变远程操作、虚拟交互的体验方式。他山科技的实践揭示了一个关键趋势:硬件创新必须与场景化应用紧密结合,技术价值才能通过商业落地实现指数级放大。
触觉感知技术的突破正在重新定义机器人与物理世界交互的方式。从核心技术攻关到商业场景落地,这一领域的发展轨迹充分体现了”硬科技”创新的典型特征——长期投入、跨学科融合和生态共建。从工业自动化到家庭服务,触觉感知不仅解决了机器人商业化的功能性瓶颈,更将催生新一代人机协作模式。随着技术成熟度的提升和产业生态的完善,具备触觉能力的机器人有望在未来3-5年内实现从工具到伙伴的跨越,最终像智能手机一样成为人类社会的基础设施。这一进程不仅依赖像他山科技这样的技术创新者,更需要整个产业链的协同推进,共同开启机器人感知革命的新纪元。