21世紀經濟報道記者 魏笑 實習生宋家哲 深圳報道

力感知能力是各行業實現智能化的關鍵性難題，因此智能力傳感器成研發熱點。

“現階段，幾乎各行業都需要力覺感知能力以滿足精細化與智能化的需求。以醫療場景為例，腹腔鏡手術，經自然腔道手術，介入手術等紛繁的手術過程中，器械無法量化表示力的大小，因而醫生只能依靠手感操作，這為診察及手術過程帶來了很大的不確定性?！比A力創科學聯合創始人魚晨博士向記者表示。

從傳感器產業鏈上下游來看，上游主要是傳感器制造原材料供應。傳感器產業鏈中游主要是各類傳感器的制造和封裝等，其下游應用場景廣闊，有機器人浮動打磨，自動化裝配，助力自行車，仿生機器人，醫療機器人等。

其中，相較于傳統力傳感器，六維力傳感器結構復雜、研制難度大。一直以來，國外企業處于強勢地位。數據顯示，2022年中國力傳感器市場依然以外資品牌為主導，國產份額低于30%。

但隨著國內企業不斷加大研發創新力度，不少企業已研發出多維力傳感器。成立于2019年的華力創科學，其旨在為各行業提供基于光學原理的高性能智能力覺傳感器；同時將視覺系統及智能控制算法集成“視-觸”覺融合機器人，為客戶開發整體力控解決方案。

力傳感的“皇冠明珠”

目前機器人力控方案大致有3種，分別為電流環力控、多維力矩/力傳感器力控、被動力控（彈性體），其中多維力矩/力傳感器力控是當前力控的最佳方案，其硬件包括關節部位的單軸力矩傳感器和機器人執行器末端的六軸力傳感器。

圖：華力創科學Photon 系列力傳感器

不同于普通的單軸力傳感器，六維力傳感器更高級，擁有更多的測量維度，能夠測量物體在三維空間內的所有受力情況，被廣泛應用在機器人等行業中。

六軸力/力矩傳感器可以感受六維的力和力矩信息，可測量在任何方向、任何軸上的應用負載，并能承受額定測量范圍5到20倍的過載。典型應用案例包括KUKA LBR iiwa機械手等機械臂及特斯拉Optimus人形機器人，當在旋轉關節執行器處配置了力矩傳感器后，機器人能做到控制抓握力道不打碎雞蛋。

市場潛力方面，在下游工業企業數智轉型需求增加，打磨、裝配等細分場景面臨人力短缺問題的情況下，力傳感器和完整機器人解決方案的市場需求或將保持增長。智研咨詢數據顯示，2022年我國拋光打磨機器人市場規模達96.1億元，同比增長18.7%。

據中金研報，力傳感器為精準測力的產業化主流選擇。其中，六維力傳感器為力傳感皇冠明珠，在打磨等場景中用于機器人末端夾爪，該行認為人形機器人有望帶來強勁市場增量。僅考慮全球協作+人形機器人場景，該行測算2025年新增六維力傳感市場近50億元。

值得注意的是，多維力矩傳感器的技術壁壘也較高。多維力傳感器不僅要解決對所測力分量敏感的單調性和統一性難題外，也要解決因結構加工和工藝偏差引起的維間（軸間）擾亂難題、動靜態標定難題以及矢量運算中的解耦算法和電路實現等。

因技術壁壘較高，國內可量產的企業較少，美日企業先發優勢明顯。國際上六維力矩傳感器主要研究單位有美國DRAPER實驗室、斯坦福研究所、JPL實驗室、IBM公司和日本的日立公司、東京大學等，龍頭公司以美國ATI為主。

智研咨詢測算，海外進口拋光打磨機器人產品數量占總裝機量比例約為55.9%，但近年來這一比例一直呈下降趨勢。國內廠商憑借價格優勢，以及研發創新，正逐漸獲得市場話語權。

國內企業正崛起

目前國內企業也正在逐步崛起。其中，華力創科學基于光學的力/力矩傳感技術，研發的Photon系列智能力傳感器，包括六軸力傳感器，單軸和三軸傳感器，均可實現量產。

Photon力傳感器