传感器疏察，被愚钝的机器人国产触觉传感器

给一个压力，也给一个电信号。触觉传感器的简单转换将使真实世界以“二进制”的方式传递给机器人。

"一点压力就能产生匹配的电流."添加形容词后，这个变化有些困难。西北工业大学的副教授杨鹏飞解释说，敏感地捕捉“小”输入并给出严格匹配的输出是必要的。

"需要稳定准确的输出，消除不同“尺寸”之间的耦合干扰."东南大学教授宋·进一步解释说，这种变化更加困难。

这种信号转换的稳步实现，使得巴掌大小的日本阵列产品在科研和工业市场上处于领先地位，即使它们的售价为10万元。“进口”是《科技日报》许多记者的一致回答，他们最近调查了这种产品的消费者。

在工业中，过程不是封闭的

对准确性和稳定性的严格要求阻止了我国大多数企业向触觉传感器的发展。目前，国内大多数传感器企业都从事气体、温度等各类传感器的生产。在一个拥有100多家企业的行业中，几乎没有传感器制造商生产触觉传感器。

“我们曾经委托深圳的一家企业生产阵列触觉传感器，但是由于技术不达标，产品的一致性相对较差，传感器阵列中的点和点的性能不能相同。”宋爱国的经历也许不是一个例子。

"我们的大部分关键部件都是从国外进口的."中国一家知名机器人制造企业的负责人表示，就稳定性和一致性而言，包括触觉传感器和减速器在内的国产产品没有通过测试。

"传感器是从国外进口的。"杨鹏飞所在的生命科学院通过对骨骼等的研究，生产用于航空航天或工业辅助目的的仿生机器。"这些仿生机器将在非常恶劣的环境中工作，对零件有很高的要求."

显然，对于卖家来说，流程门槛太高了。对买方来说，国内商品没有保证。“一左一右”的局面形成了依赖进口和内生疲软的恶性循环。

在工业之外，材料不够纯。

除了生产过程，材料的纯度也是从实验室到工业生产的“瓶颈”。

“导电橡胶、导电塑料、碳纳米管、石墨烯等。都是可以用作触觉传感器的材料。”宋表示，国内的材料质量和生产水平都不稳定，“石墨烯的生产应该可以，但用石墨烯制作传感器的技术还不成熟”

为了获得高质量的材料，宋实验室将使用导电膏来制造符合标准的导电橡胶。导电橡胶是通过在硅橡胶中均匀分布多个导电颗粒如玻璃镀银、铝镀银、银等制成的。挤压可以使导电粒子相互连接，从而产生电流。分布越均匀，电流产生和压力之间的关系越规则。

技术很复杂，这是另一个障碍

越来越复杂的技术也将国产产品推向越来越远的地方。

一个手掌大小的日本阵列传感器的成本为10万元，并且可以保持严格的均匀性和稳定性。然而，大多数国内产品都是一点式的，每100元一个。

宋艾国说，日本的阵列传感器可以在10厘米×10厘米的矩阵中分布100个敏感元件。由于衬底较软，不同方向上的力的计算和力之间耦合干扰的消除使得更难以精确输出更敏感的元件，并且它们之间的距离越短。日本是工业化的领导者，其他大多数国家都处于实验阶段。

此外，每个敏感元件的应力尺寸也增加了技术的复杂性。应力有六个维度(X、Y、Z轴和相应的扭矩方向)。如何消除尺寸之间的耦合干涉也是需要在基础研究的基础上发展起来的一个环节。"著名的波士顿动力翻筋斗机器人只使用三维触觉传感器。"宋对说:

这里有一个布局，但是转型很难推进。

在我国，一种触觉传感器——多维力传感器，早已问世。宋说，1987年东南大学和中国科学院合肥机械情报研究所得到863个重点项目的支持，研制出六维力传感器。“静态精度仅达到1%-2%的误差率，与世界先进水平相当。”宋坦言，但动态精度还有待进一步解决。动态耦合误差约为5%-10%。“例如，它还没有满足具有高速磨削任务的工业机器人的使用要求。”

然而，从成本的角度来看，“目前工业机器人的平均成本约为12万元，而六维力传感器的成本超过3万元。目前国内工业机器人市场不具备大规模生产该产品的条件。”宋对说:相比之下，ATI工业自动化公司相关产品的成本已降至每台2-3万元。

不可否认，在追求原始技术的过程中，后来者必须绕过先行者的相关专利保护。除非找到一个明显更好的解决方案，否则绕过专利很可能会提高技术成就的门槛。大多数时候，传奇式的“换道超车”取决于运气。(记者)

张家星)