為機器人製作“感知神經”

在科幻電影中，機器人不僅外觀和行為舉止與人類無異，甚至在很多方面超越了人類。擁有一個智慧機器人，是觀眾的美好憧憬，實現這一願望也是科學家和研發人員努力的方向。

如何才能製作齣電影裏那樣的機器人呢？中航電測儀器股份有限公司（以下簡稱“中航電測”）正在研發的六維力感測器，或許能提供一些幫助。

近年來，機器人市場規模持續快速增長。機器人機械臂末端力值檢測的關鍵元件——六維力感測器的研發工作變得尤為重要。

六維力感測器能夠同時檢測三個方向的力值和三個方向的扭矩值，具有全方位感知、靈敏度高、精確度高、反饋實時的性能優勢，可以幫助機器人實現智慧化控制。

“我們可以將機器人中的六維力感測器想像成人的感知神經，它賦予了機器人‘細膩的感觸’，能使機器人動作更精細、更柔順，更接近人類的動作。”中航電測漢中分公司副總經理蘇絳介紹，目前，中航電測六維力感測器技術難題已基本攻克，團隊正在進行小批量製作前的工藝技術優化。

當下，我國的六維力感測器仍處於産業早期階段。中航電測作為國內感測器領域的領軍企業，2022年便開始著手六維力感測器的探索研發。

從最初的設想，到如今取得初步成果，項目組成員一步一個腳印。回顧研發過程，大家感觸頗深。“研製之初，大家對六維力感測器的樣子、原理、結構，以及怎麼測試、怎麼使用，一點兒概念都沒有。我們就先從理論入手，通過查閱資料，開展了大量理論分析和倣真分析，逐漸掌握六維力感測器的基本原理，確定了基本結構。”中航電測六維力感測器項目組經理劉超説。

但將理論付諸實踐時，項目組成員的挑戰才剛剛開始。六維力感測器屬於高端精密感測器，內部有六組惠斯通電橋，製作工藝與常規感測器存在明顯差異。起初，項目組成員按傳統工藝製作樣品時，碰到了許多從未遇到過的問題。

每出現一個問題，項目組成員就要從理論開始重新分析，找到可能的原因，再建立倣真模型，進行檢測，迴圈往復，直到將問題逐一擊破。

“如何通過解耦提高感測器的串擾精度，是製作六維力感測器的主要難點之一。解耦演算法是各個公司的核心機密，沒有先例可以借鑒。我們通過搜尋網路資料、與高校交流、邀請公司技術專家研討，再結合産品的測試數據，先後提出了三種解耦演算法。經過驗證，我們最終成功將串擾誤差降低到0.3%，達到了國際一流水準。”中航電測漢中分公司副總經理李永江説。

當生産問題得到解決，樣品也趨向成熟，如何檢測産品性能的問題又擺在項目組成員面前。

常規的感測器都是單方向載入，但六維力感測器需要六個方向載入，現有的測試設備和系統無法滿足要求。經過討論，大家一致決定：沒有設備就自己研發設備，沒有系統就自己研發系統。

“我們當時請教了很多專家學者，還去了北京、江蘇等地的設備廠家進行調研。最後，結合公司現有的測試條件，我們設計了一套六維力感測器測試系統，成功解決了六維力感測器的測試問題。”李永江感嘆，如今，離六維力感測器被正式安裝進機器人“身體”的日子越來越近，項目組成員終於看到了勝利的曙光，信心也越來越足。

六維力感測器的創新研發就像一次闖關，而類似這樣的闖關，企業（原名國營中原寶石廠）從1965年成立至今就一直在進行，積累了雄厚的科技研發力量、一體化設計和生産能力，達到國際先進技術水準。截至目前，中航電測共有289件專利，且獲得眾多國際認證。

感測器技術是現代資訊技術的三大基礎之一，感測器産業鏈是陜西確定的製造業重點産業鏈之一。漢中市作為陜西省重要的感測器科研中心和製造基地，具備完善的感測器發展資源，感測器上下游産業鏈健全。

“我們將積極打造感測器智慧工廠，提升企業創新能力；助推感測器産業鏈發展，推動感測器産業高品質發展，為中航電測成為世界電測先鋒不斷努力。”中航電測漢中分公司總經理劉建群説。

“近年來，漢中市委、市政府始終把科技創新擺在發展全局的核心位置，著力壯大創新主體，促進‘四鏈融合’，科技創新賦能高品質發展能力顯著增強。如今，科技創新對高品質發展的支撐性、引領性作用不斷增強。我們將不斷增強創新這個高品質發展的第一動力，進一步優化創新資源佈局、放大創新輻射效能，不斷開闢發展新領域新賽道、塑造發展新動能新優勢。”漢中市政協副主席、科技局局長劉偉説。