当人形机器人渴望拥有媲美人类的灵巧指尖,当微创手术器械试图在毫米级腔道内精准“触摸”病灶,一道横亘在智能装备与精密医疗领域的世界级技术壁垒,正被来自浦东的创新力量打破。
日前从浦东企业纳眸智能科技(上海)有限公司获悉,其自主研发的“光场编码六维力传感器”已顺利完成实验室测试及客户小批量验证,具备大规模量产条件。该产品外径仅1.7毫米,而目前全球最小的商用六维力传感器尺寸为17毫米,由海外公司生产。这意味着,这家来自浦东的中国创新团队将传感器核心尺寸缩小了整整10倍。
一粒白芝麻大小的技术革命
长期以来,六维力传感器作为智能装备与物理世界交互的“触觉神经”,是实现精密操控与安全交互的核心基石。然而,传统基于应变片、电容阵列的传感器,受限于物理原理与结构,外径普遍在10毫米以上,结构复杂、易受电磁干扰,且标定成本高昂,使其无法进入导管、腔镜、机器人指尖等毫米级狭小空间,成为制约高端制造与医疗科技发展的“卡脖子”难题。
纳眸智能团队深耕光学感知领域,摒弃了传统依赖多通道电子元件的复杂方案,将研发专注在“光”上。
“这项技术的核心逻辑,很像用光线做皮肤的触觉。”纳眸智能CEO孟彬介绍道。传感器最前端设有一个极薄的柔性弹性穹顶结构,当受到外力作用时,会产生极其微小的形变——幅度甚至不到头发丝直径的百分之一。“这一形变会直接改变传感器内部封闭空间里的光场分布,就像你用手挤压一个装满烟雾的玻璃球,里面的光影图案会瞬间变化一样。”孟彬说。
如何抓住这一瞬间变化,是技术突破的关键。纳眸智能团队通过一根极细的相干光纤束,将光影图案实时传输至外部成像系统。“这个成像系统就像一个‘光场解码器’,能把这些图案翻译成精确的力和力矩数据。整个传感器的探头部分没有任何电子元件,所有信号处理都在外部完成,这是我们与传统电子传感器最本质的区别。”孟彬说。
正因为无需在探头端配置任何元器件,传感器的尺寸被极大压缩。目前全球最小的商用六维力传感器——美国ATI的Nano17,外径17毫米,约成人小拇指指甲盖大小;而纳眸智能的传感器仅1.7毫米,约一粒白芝麻的重量,却能完整实现全光学、非电子接触式的六维力同步测量。
赋能人形机器人与微创医疗
全光学设计带来的远不止是小型化这一个优势,它从原理上解决了传统电子传感器在工业场景里的“先天缺陷”。
在抗干扰能力方面,传统传感器依靠金属应变片或电容的电信号变化测力,只要有电磁干扰就会导致数据漂移。而纳眸智能的全光学无源传感器即便在强电磁环境中,如新能源汽车电池焊接车间,其数据精度波动也不会超过0.1%。
在微创医疗场景中,传统电子传感器若漏电,即使是微安级电流也可能对患者造成伤害。而全光学设计完全绝缘,且可耐受高温高压消毒,为临床应用提供了更高的安全性。
目前,纳眸智能的成果转化正在加速推进。公司已与国内机器人企业达成合作,并与国内头部医学院共同推进临床前验证。
“以人形机器人为例,1.7毫米的传感器可以直接嵌入指尖关节,不仅能感知抓取力的大小,连指尖的扭转力矩都能精准检测。”孟彬表示,使用传统传感器的灵巧手抓取鸡蛋,成功率约70%;而应用1.7毫米的传感器后,成功率直接提升至99%以上。
计划在浦东建立一体基地
纳眸智能2024年8月成立,团队的核心成员来自上海交大。2025年7月,公司将总部迁至浦东。
“浦东对我们来说,不仅仅是办公地点,更是成长的土壤。”孟彬说。
2024年,纳眸智能获得“明珠杯”创业大赛奖项,2025年又获浦东“青创15条”政策覆盖。作为浦软创业营第十一期学员企业,公司荣获创业营巅峰路演第一名,并借助浦软孵化器对接了现代汽车、联想、惠普等企业。
根据初步规划,纳眸智能将在浦东建立集研发、生产、测试于一体的基地,生产车间面积约3000平方米,预计2026年下半年实现小批量量产,2027年底力争实现多场景大规模应用。
“张江有完善的半导体和智能制造产业链,我们需要的光学元件、精密机械加工、光纤材料等核心供应商,相当部分在浦东或长三角周边,这对我们的供应链稳定性和成本控制至关重要。”孟彬表示。
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