□本报记者 徐晓阳
比指甲盖还小，却能精准感知空间中三个方向的力和三个方向的力矩。这颗芯片，是山东港智创信电子科技有限公司（以下简称港智创信）正在研发的硅基MEMS六维力传感器的关键部件。
今年8月，港智创信受邀参加由省委宣传部指导、省工业和信息化厅主办的“齐鲁制造会客厅”机器人专场活动，现场展示了其在高精度力觉感知领域的创新成果。
“我们正在研发的芯片级硅基MEMS六维力传感器，内部芯片尺寸只有8毫米×8毫米，厚度0.8毫米。”港智创信董事长孙启萌现场拿起这款微小的芯片向记者介绍，与传统的六维力传感器相比，硅基MEMS六维力传感器在体积上实现了大幅缩减，可在细微力控场景中发挥关键作用。
什么是六维力传感器？
高精度力觉传感器作为机器人的“力觉神经”，能够实现对机器人末端多方向力和力矩的精准感知，为机器人焊接、打磨、装配、人机协作等精细化作业提供关键支撑。六维力传感器能够同时测量空间中三个方向的力和三个方向的力矩，是协作机器人、工业机器人和人形机器人开展精细作业的重要部件。
“六个方向的数据容易相互干扰，传感器结构设计、联合标定和解耦算法一直是行业技术门槛。过去，国外产品价格可达每套6万元至7万元，国内同类产品价格也在2万元至3万元，较高成本限制了其大规模应用。”孙启萌说。瞄准这一痛点，港智创信自主研发六轴联合加载标定技术及多项式高精度解耦算法，以降低维间耦合误差、提升测量精度。
过去，传统六维力传感器受限于体积和成本，主要应用在工业机器人等大型设备上。如今，港智创信把传感器做到了“芯片级”，芯片将替代此前的应变片应用到传感器上，可大幅提升传感器集成化水平，使其得以从大型工业场景向人形机器人、灵巧手等精密应用领域延伸，为新兴场景提供了新的技术探索方向。
“我们的传统传感器价格为2万元到3万元一套，这款芯片级的硅基MEMS六维力传感器实现量产后，制造成本将大幅下降，应用面会更广。”孙启萌说。
据悉，港智创信的六维力传感器产品已实现系列化，量程覆盖50牛顿至5000牛顿，最高精度可达满量程的0.3%，并已应用于协作机器人、人形机器人、智能制造、医疗康复等领域。目前，这款硅基MEMS六维力传感器尚处于样品阶段，公司正加快推进量产。
孙启萌透露，企业正同步推进机器人关节扭矩传感器的工艺技术研发。关节扭矩传感器好比机器人的“关节神经”，是港智创信面向人形机器人、协作机器人及智能装备领域重点研发的核心产品。该产品采用港智创信自主研发的高精度测量技术和先进算法，可实时感知机器人关节力矩变化，为机器人运动控制和力控系统提供精准反馈。产品具备测量精度高、响应速度快、结构紧凑等特点，可广泛应用于机器人关节模组、外骨骼设备、智能制造装备等领域。
近年来，随着人形机器人产业快速发展，力觉感知技术已成为机器人实现精准控制和安全交互的重要基础。“我们将持续聚焦高精度力觉传感器技术研发与产业化，持续推进六维力传感器、关节扭矩传感器及运动生物力学测力台等产品研发，积极推动国产高端力觉传感器技术突破与应用落地。”孙启萌表示。
从“跟跑”到“领跑”，这家淄博企业正在力觉感知的赛道上奋力前行，为国产机器人装上更敏锐的“神经末梢”。