在日东的愿景中,柔性传感器将融入汽车、医疗、机器人、基建等多个领域,成为“移动出行”“数字接口”“生命科学”三大重点领域交汇处的关键技术之一。
2025年,人形机器人在中国红遍大江南北。从年初的春晚机器人表演,到机器人半程马拉松比赛,再到刚刚结束的世界机器人大会,各类机器人频频爆火“出圈”,成为公众热议和市场关注的焦点。
人形机器人是具身智能的典型应用形态,强调智能系统与身体的紧密结合。只有这样的结合,才能让机器人更智慧,让具身体更智能。
让机器人更加“智慧”早已成为竞争的红海。大模型、云计算、大数据等新技术的加速演进,推动影响机器人决策的智慧“大脑”快速迭代升级。
而在具身智能方面,影响人形机器人发展的另一关键点——感知能力,也正成为诸多厂家着力的技术攻坚方向。这是影响机器人感知外界能力的核心,决定着机器人的交互能力边界。
其背后,是一条像皮肤一样柔软、却能精准感知细微动作的“电子神经”在默默工作。
日东(Nitto,以下简称日东)推出的柔性传感器便是这样的“电子神经”。它不像传统传感器那样坚硬冰冷,而是像一条柔软的胶带,可以依附在任何弯曲的表面,能够感知来自多个方向的角度、压力和拉力。它不声不响,却将悄悄改变着机器人、医疗康复、工业检测等多个领域。
我们常说“机器人越来越像人”,但真正让机器“像人”的,不仅仅是外形,更是感知能力。
传统机器人依赖陀螺仪、加速度传感器等硬质传感器,它们能感知方向和速度,但对“触感”和“形变”的捕捉却力不从心。日东的柔性传感器,采用电容式传感技术,以硅胶为基材,具备极佳的柔韧性和亲肤性。当它被弯曲、拉伸或受压时,内部电极间的电容值会发生变化,系统便能据此精确计算出角度、位移或压力。
Nitto柔性传感器(样品)
“你可以把它想象成一条‘电子神经’。”负责该项目市场开拓的日东代表苏涛介绍,“也许在不久的将来,它就能模拟人类手指和关节的感知方式,让机器读懂细微的动作变化。”
这种能力,在人形机器人、康复医疗设备、工业检测等领域,正变得越来越重要。
日东将这款产品称为“新时代的传感器”,并非自夸。在当前传感器市场,大多数产品仍以压阻式或磁感应式为主,它们往往体积大、材质硬,难以贴合复杂曲面,且易受电磁干扰。
而日东的柔性传感器,将实现三大突破:
——轻巧柔软,无处不在。它可以像贴纸一样贴在关节、管道、机械臂等不规则表面,实现“无感集成”。无论是攀爬机器人的吸盘,还是康复手套的指节,它都能完美贴合。
——高精度与高稳定性。日东的传感器角度检测精度可达±1度,且电容式设计对外界温度、湿度、电磁场的干扰极小,数据稳定可靠。相比之下,许多高校和初创团队尝试研发类似产品,但在精度和稳定性上仍难以达到日东的水平。
——可定制化,灵活适配。日东提供标准品,也支持客户定制长度、厚度、形状甚至输出信号。比如,针对医疗康复场景,可设计专用角度检测模块;针对工业管道检测,可做成环形贴片,实现360度监测。
“我们不是在卖一个传感器,而是在提供一种感知解决方案。”日东该产品项目负责人范文德表示。
尽管该产品尚未正式量产,但已在多个领域展开合作和应用探索。
在近两年的理创大赛全国总决赛上,日东的柔性传感器技术分别助力多个项目获得大赛奖项。
比如曾在大赛中获得一等奖的“多功能AI+攀爬机器人”项目提案中,设计构想通过结合日东的柔性传感器技术,可实时监测机器人吸盘的吸附力,保证机器人在多种情况下依然能贴壁爬行,解决众多行业中检测、巡检和养护等高空接触式作业的需求。
荣获一等奖的“多功能AI+攀爬机器人”项目
另外在今年1月举行的2024理创大赛的决赛中,日东电工技术相关的共有四个项目入围决赛并获得优胜奖。其中获奖企业(杭州太希)的项目——“从人形机器人迈向人形机甲”还获得了与日东电工技术结合的“理创技术最佳结合奖”。
该项目通过引入柔性传感器技术,将日东技术巧妙运用于人形外骨骼机甲和康复训练设备中的角度关节以及脚底压力监测。有别于现有的刚性传感器,柔性传感器的技术融入可以更精确地捕捉到设备在运用中人体膝盖、肘部、腰部的角度变化、以及检测出人形机甲底部的局部重量(压力)。柔性传感器有效助力了该企业从外骨骼机器人到人形机器人的技术发展。
在具体应用探索中,日东已经有了清晰的实践蓝图。
日东柔性传感器应用场景示例
在医疗康复领域,柔性传感器被集成到康复手套或护具中,用于监测患者关节活动角度。医生可通过APP实时查看数据,判断康复动作是否到位,从而提供更精准的指导。相比传统依靠经验判断的方式,这种数据驱动的康复模式,效率和准确性大幅提升。
在机器人领域,柔性传感器正成为“灵巧手”读取人类细微动作的关键。传统机械手抓取物体时,往往依赖预设程序,容易因力度不当导致物体损坏或滑落。而集成柔性传感器后,机械手能实时感知抓取力度和角度,实现“轻拿轻放”,进一步提高自适应抓取的精度,令抓取动作更灵活和提供良好的触觉反馈。
这一特性也将助力软体机器人在医疗微创手术、深海探测等复杂极端环境中,实现安全、高效、精准的任务执行,为智能装备领域带来突破性的感知解决方案。
在工业检测领域,柔性传感器也展现出巨大潜力。例如,在管道内壁检测中,传统方法依赖摄像头或磁探头,难以发现微小凹凸。而柔性传感器贴附后,可通过角度变化反推出表面粗糙度,实现更精准的无损检测。
更令人期待的是,这些传感器采集的数据,未来可被用于AI大模型训练。通过大量动作数据的学习,机器人将能更智能地模仿人类行为,实现更高水平的自主决策。
这场传感器革命的背后,是日东百年的技术积淀与跨界思维。
2022年,日东收购美国柔性传感器初创公司Bend Labs——这家藏身美国犹他州的创新公司,其电容式柔性传感器技术很早就被日东关注,并最终“收入囊中。日东的收购不仅获得核心技术,更将其嵌入自身材料科学的DNA。当时的日东团队预计,该柔性传感器将满足各领域不断变化的技术需求,包括汽车领域的自动化和数字医疗保健领域的远程监控。通过收购,日东旨在通过将其全球基础、核心技术(如粘合剂技术和柔性印刷电路技术)与Bend的传感器设备技术相结合,创造新业务。
2023年起,公司开始在中国市场推广,并积极参与各类技术展会和创新大赛。
“中国市场的反应速度远超预期。”范文德坦言,“我们参加一次展会,就能收到几十个创新应用的idea。有些是日本和美国市场从未想到的。”
“中国是创新的‘试验田’。”苏涛说,“我们希望通过与本地客户深度合作,共同探索柔性传感器的更多可能性。”
日东的“野心”不止于卖传感器。
公司已开始规划构建传感器数据平台,将来自不同设备、不同场景的感知数据进行收集与分析。这些数据,未来可服务于AI训练、产品优化、甚至新商业模式的诞生。
“我们希望,柔性传感器不仅是机器的‘神经’,更是连接物理世界与数字世界的‘桥梁’。”范文德表示。
在日东的愿景中,柔性传感器将融入汽车、医疗、机器人、基建等多个领域,成为“移动出行”“数字接口”“生命科学”三大重点领域交汇处的关键技术之一。
106年前,日东从一条小小的电工胶带起家。如今,它已成长为年销售额约超500亿人民币(注)的高性能材料制造企业。而柔性传感器,正是这家百年企业向“功能材料+智能感知”转型的标志性产品。
伟大的技术革命,往往始于最细微的贴合——当机器开始像皮肤一样感知世界,产业的未来便有了温度,世界也将变得更加细腻与智能。
(注)数据来源于Nitto集团2024年度合并业绩财报