突破行業(yè)"不可能三角"，儲能等復雜工況批量交付, 悟通感控離電薄膜技術(shù)量產(chǎn)裝機落地

據(jù)報道，柔性觸覺感知科技公司“悟通感控”近日完成數(shù)千萬元系列融資：Pre-A輪由尚勢資本領(lǐng)投、水木創(chuàng)投跟投；Pre-A+輪由廣發(fā)基金瑞元資本領(lǐng)投。該公司天使輪于2023年底完成，由水木創(chuàng)投領(lǐng)投，全球健康產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心（GHIC）、北京市醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心（IMC）等機構(gòu)跟投。

在具身智能領(lǐng)域，機器人手部的柔性觸覺感知，是實現(xiàn)其與物理世界高效互動的關(guān)鍵之一。這不僅是為了模仿人類的靈巧操作，更影響著機器人在復雜環(huán)境中的適應性和智能化水平。

試想一下，如果機器人既能輕柔地拿起一枚生雞蛋而不捏碎，又能穩(wěn)穩(wěn)地抓起沉重的扳手進行精細化維修，那就離不開高精度的“電子皮膚”——觸覺傳感器。在傳統(tǒng)技術(shù)路線下，傳感器性能存在一個“不可能三角”：感知微小變化的靈敏度、長期可靠工作的穩(wěn)定性、適應不同力度的寬量程，三者間難以兼得。

但是，當具身智能進入商業(yè)化階段，機器人觸覺感知面臨的核心挑戰(zhàn)，已從實驗室的“三角”參數(shù)平衡，延伸至裝機后的長期可靠性。悟通感控創(chuàng)始人兼CEO陳立洋表示：“客戶更關(guān)注裝機后能穩(wěn)定用多久，而不是紙面參數(shù)能有多高”。據(jù)其介紹，悟通感控研發(fā)的離電式薄膜觸覺傳感技術(shù)，目前已經(jīng)突破了這一行業(yè)困境，且產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)及落地應用。

創(chuàng)始人陳立洋，為北京大學光華管理學院博士、工學院力學系碩士，北京科技大學（學士）智能車校隊成員，擁有產(chǎn)業(yè)供應鏈、力學、機器人等復合學科背景，及過往創(chuàng)業(yè)與上市經(jīng)歷。核心硬件團隊來自于清華大學、北京科技大學、北京交通大學等國內(nèi)知名大學。2023年創(chuàng)立悟通感控后，又獲得來自中科院、北京化工大學兩個院士團隊的青年材料科學家加入。

“智能觸覺”的難題與解法

在具身智能的熱潮下，讓機器人具備靈敏而穩(wěn)定的觸覺感知能力，顯得重要而迫切。但現(xiàn)實的骨感在于：實驗室理想環(huán)境下的“高靈敏度”與“寬量程”，在真實應用中，常因材料物理特性而大打折扣，導致信號“蠕變”（壓力讀數(shù)隨時間延長發(fā)生變化）和“漂移”（信號基線上漲或下滑）。同時，溫度、濕度、機械疲勞等環(huán)境因素會顯著加劇這些效應，使傳感器讀數(shù)失真甚至失效，最終導致機器人動作失準。

為了突破上述技術(shù)難點，悟通感控選擇了第四代離電式柔性傳感技術(shù)，其工作原理，可通俗理解為一種“離子放大鏡”。傳統(tǒng)電容傳感器依賴于測量兩片電極間的距離變化，而離電式傳感器則利用了離子導電材料與電極界面處形成的納米級“雙電層”。這層“離子水膜”的電容密度比同尺寸的傳統(tǒng)平行板電容器高出三個數(shù)量級。當微小壓力施加時，“離子水膜”的電荷密度會劇烈改變，產(chǎn)生比傳統(tǒng)技術(shù)強千倍的電信號。

基于這一天然信號放大器，悟通感控向媒體介紹了其柔性觸覺傳感器的性能：“首先，利用離子水膜的超級放大能力，配合獨家材料配方，使傳感器既能感知一張紙的重量變化，又能承受高強度壓力，量程可達4兆帕，遠超行業(yè)500千帕水平。量程與靈敏度得以兼顧，解決了‘機器人抓握微小力敏感度與大抓握力’的性能矛盾。

汽車碾壓測試

水滴測試

其次，馴服‘記性問題’：柔性材料如塑料薄膜，受力后易產(chǎn)生信號蠕變、漂移，穩(wěn)定性差。悟通發(fā)明‘分子錨定術(shù)’，通過物理結(jié)晶和化學交聯(lián)協(xié)同策略，在材料內(nèi)部織出高彈性漁網(wǎng)，將分子鏈牢牢鎖住。當前業(yè)內(nèi)蠕變率通常在10%以上，我們的薄膜壓力傳感器長期靜態(tài)蠕變率縮減近10倍，性能大幅提高；萬次按壓后漂移僅3.34%，并通過模擬電路層自行抵消溫度干擾。

第三，突破量產(chǎn)瓶頸：我們已實現(xiàn)中試級別薄膜壓力傳感器的量產(chǎn)。微結(jié)構(gòu)對于離電式薄膜壓力傳感器靈敏度的二次提升具有重要的意義，傳統(tǒng)離電傳感器微結(jié)構(gòu)加工使用光刻技術(shù)，類似于傳統(tǒng)的微雕工藝，成本高昂，悟通自研了‘材料自組裝術(shù)’，讓材料像冰晶形成雪花般自發(fā)生成微結(jié)構(gòu)，省去刻蝕、模具倒模等復雜工藝環(huán)節(jié)，大幅降低了高性能薄膜壓力傳感器的生產(chǎn)成本。”

基于上述突破，悟通感控開發(fā)了一系列超薄柔韌的“電子皮膚”系列產(chǎn)品：高靈敏三維力傳感器、二維力傳感器及法向力陣列等。實際使用時，可像“創(chuàng)可貼”一樣貼合在機器人關(guān)節(jié)、指尖等部位，賦予機器人智能觸覺。

“我們認為薄膜傳感器的優(yōu)勢還在于，它更接近皮膚真實狀態(tài)，一旦解決了蠕變、漂移等問題，在成本具有優(yōu)勢的情況下，電子皮膚大面積應用，將極具商業(yè)價值。”陳立洋告訴記者。

跑通量產(chǎn)，落地多場景

通過自研的“促結(jié)晶法”和“離電式微相分離技術(shù)”，悟通感控不僅提升了產(chǎn)品性能，也實現(xiàn)了低成本的規(guī)模化生產(chǎn)。目前，公司已建立2000平米的研發(fā)與小試產(chǎn)線，并正在建設國內(nèi)首條離子型薄膜量產(chǎn)線。據(jù)介紹，其主要原材料已實現(xiàn)國產(chǎn)化，成本結(jié)構(gòu)方面有很強的優(yōu)勢。

在尋求技術(shù)落地的過程中，悟通感控選擇了“雙輪驅(qū)動”的策略：以醫(yī)療器械領(lǐng)域的長周期、穩(wěn)健收入為基礎，以新能源、機器人等工業(yè)領(lǐng)域的高增長爆發(fā)為突破。

醫(yī)療器械是悟通感控最早進行商業(yè)化的領(lǐng)域，該傳感器主要用于開發(fā)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的壓力平衡測量儀。

在中國，每年有近百萬例膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)，且以近30%的復合增長率快速增加。手術(shù)成功的關(guān)鍵之一在于精確的關(guān)節(jié)及軟組織平衡，但這在過去依賴醫(yī)生的主觀經(jīng)驗，導致術(shù)后疼痛、假體松動甚至二次翻修的風險較高。

悟通感控開發(fā)的數(shù)字化壓力墊片，利用大面積、高密度的柔性傳感陣列，可以定量測量并顯示關(guān)節(jié)間室的二維壓力分布圖譜，將醫(yī)生的“手感”轉(zhuǎn)化為客觀數(shù)據(jù)，從而支持醫(yī)生做出更精準的軟組織松解方案。據(jù)陳立洋介紹：“商業(yè)進展方面，悟通感控已和春立醫(yī)療等多家國內(nèi)骨科上市公司合作，為之提供核心部件、觸覺解決方案等。”

膝關(guān)節(jié)壓力墊片測試

在新能源領(lǐng)域，悟通感控選擇先在“鋰電儲能膨脹力檢測系統(tǒng)”方面，進行落地應用，包括熱失控預警、碰撞監(jiān)測功能等。傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)（BMS）主要監(jiān)測電壓、電流和溫度，但在電池發(fā)生熱失控的早期，這些信號的變化往往滯后。

“異常發(fā)生時，相比電、熱等信號，壓力信號在電池噴閥前最早出現(xiàn)顯著變化，可有效表征電池安全狀態(tài)的改變。電池正常充放電過程，壓力與電池狀態(tài)具有明確的映射關(guān)系，相比于電壓信號變化更為顯著，能夠更加精準的感知電池健康狀態(tài)。”悟通感控技術(shù)人員解釋道。

悟通感控創(chuàng)新的BMS系統(tǒng)，通過在電池模組內(nèi)集成“一芯一管理”的柔性壓力傳感器，實時在線監(jiān)測電池內(nèi)部的膨脹力學變化，構(gòu)建了“力-電-熱”多物理場融合的防護體系。

憑借在真實工況下解決蠕變、漂移、電磁干擾等關(guān)鍵問題的能力，該方案已獲得新能源領(lǐng)域頭部企業(yè)的認可。“2024年，我們的觸覺傳感器技術(shù)通過國家重大專項驗證，實現(xiàn)規(guī)模化商業(yè)裝機應用。悟通感控團隊也獲得了北京理工大學深圳汽車研究院首席科學家姜久春教授等BMS領(lǐng)域知名科學家加盟。當前，已與南方電網(wǎng)、國家能源集團、中汽研等行業(yè)知名企業(yè)建立合作。”陳立洋介紹道。

力觸覺傳感器，作為具身智能時代的關(guān)鍵技術(shù)，正迎來廣闊的市場機遇。據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，全球柔性觸覺傳感器市場規(guī)模預計將從2022年的約15.3億美元，增長到2029年的53.22億美元，復合年增長率達17.9%。其中，醫(yī)療和機器人領(lǐng)域是主要增長驅(qū)動力，悟通感控也將進一步拓展當前技術(shù)的應用場景。

免責聲明：市場有風險，選擇需謹慎！此文僅供參考，不作買賣依據(jù)。

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