今年以來，人形機器人賺足了風頭，展現(xiàn)場景可謂是百花齊放：在春晚身著花棉襖靈活揮舞手絹、原地后空翻秀出一身中國功夫、在馬拉松比賽中快步小跑、在汽車工廠搬運一箱箱物料、擰緊一顆顆螺絲……

人形機器人能夠如此真實地感知物理世界，并絲滑模仿人類的行動，都離不開傳感器這一“幕后英雄”，而六維力傳感器，更是人形機器人進行精細化操作、實現(xiàn)精準力覺控制的關(guān)鍵零部件。

六維力傳感器可以同時感受正交3個方向的力和力矩，可以標定空間中任意作用點上的力，目前單個人形機器人需要使用2個以上的六維力傳感器，主要用于手腕、腳腕、足底、指尖等部位，如特斯拉、波士頓動力、優(yōu)必選等企業(yè)的人形機器人均使用了4個六維力傳感器。

基于力覺/視覺等感知模塊，配合運動控制小腦、AI大腦的綜合方案，人形機器人得以具備更強的自我感知、自主學習、智能決策、自主執(zhí)行能力，無論是表演炫技、奔跑跳躍，還是進廠打工都能勝任。

賦予力覺感知：讓機器人拿得穩(wěn)、跑得快

對于機器人而言，任何一個在人類看來很簡單的動作，都是一個復雜場景，感知作為機器人接觸物理世界的第一步，承擔了橋梁和紐帶的關(guān)鍵作用。

面對外界熱議的人形機器人“頻頻摔倒”、“走路像老太太”等機體平衡和步態(tài)問題，六維力傳感器可以很好地助力解決這一問題。

以行走和奔跑為例，人形機器人在腳踝或足底使用六維力傳感器，可以實時測量地面力的大小和方向分布，進而將數(shù)據(jù)傳輸給小腦，通過控制算法調(diào)整人形機器人的機體平衡和步態(tài)，完成在非平整地面、障礙地面的穩(wěn)定行走和避障。

而在手腕部位安裝六維力傳感器，哪怕0.1N微小的力度變化也能及時捕捉，可以幫助機器人精準判斷物體的重量和所需施加的力量，避免對物體造成損壞或力度不足，提升機器人手部操作的精細化程度，既能保證與人類日常交互的安全性，又足以勝任如微小零件的精密裝配、分揀、物料搬運等工作。

智元機器人在遠征A2-W分揀機器人的手腕處使用了坤維科技的六維力傳感器

當前許多人形機器人企業(yè)的研發(fā)重點在精細化操作能力，希望實現(xiàn)機器人上半身的“手眼腦協(xié)同”，進而打開更多商業(yè)化場景的大門，因此對六維力傳感器的需求進一步提升。

之前六維力傳感器技術(shù)長期被國外企業(yè)壟斷，隨著航空航天、機器人等產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化率不斷提高，涌現(xiàn)了一批銳意進取的國產(chǎn)企業(yè)，以前沿創(chuàng)新技術(shù)為錨點破局，坤維科技便是其中的佼佼者。

坤維科技成立于2018年，創(chuàng)始團隊均來自航空航天背景，基于在多維力傳感器領(lǐng)域超20年的技術(shù)積累，在“機器換人”的時代大潮中，坤維科技將技術(shù)遷移到機器人領(lǐng)域，并瞄準了六維力傳感器這一核心感知領(lǐng)域，讓機器人更真實地感知物理世界，助力其在工業(yè)與商業(yè)領(lǐng)域更好地應(yīng)用落地。

目前坤維科技的產(chǎn)品線覆蓋了六維力傳感器、關(guān)節(jié)扭矩傳感器、底座力傳感器，用于人形機器人、協(xié)作機器人、工業(yè)機器人、靈巧手/機械夾爪、汽車質(zhì)量測試、康復手術(shù)、航空航天等領(lǐng)域。

如坤維科技發(fā)布的機器人腕部力覺傳感器、踝部力覺傳感器等系列產(chǎn)品，采樣頻率達到1000Hz，通過六維聯(lián)合標定技術(shù)提升精準度，充分抑制串擾，準度達到0.3%FS（含串擾）、重復精度達0.1%FS。

據(jù)高工機器人了解，自2023年開始，小米人形機器人項目已向坤維科技采購KWR60系列六維力傳感器產(chǎn)品，應(yīng)用于機器人手腕部位中。2024年末，小米產(chǎn)投完成了對坤維的股權(quán)投資。

在高靈敏、高動態(tài)性能之外，產(chǎn)品剛性也十分重要，比如應(yīng)用在腳腕和足底的六維力傳感器，需要具備較強的過載能力，能夠承受高于機器人的自重力。坤維科技采用航空合金、高強度合金鋼等材料，部分六維力傳感器具備最大可承受500%FS的抗過載能力。

據(jù)坤維科技方面透露，目前北京人形機器人創(chuàng)新中心、銀河通用、智元機器人、小米機器人、小鵬汽車、國內(nèi)某頭部新能源車企等企業(yè)均向坤維科技采購了六維力傳感器，用于人形機器人的測試和工廠實地應(yīng)用。

北京人形機器人創(chuàng)新中心“天工”搭載了坤維科技高精度六維力傳感器

在海外市場，北美頭部汽車&人形機器人企業(yè)也向坤維科技發(fā)出了采購試樣的邀請，部分力傳感器產(chǎn)品已經(jīng)銷往北美，此外還有一部分國外科研院所、高校等機構(gòu)向坤維科技采購六維力傳感器。

持續(xù)突破技術(shù)瓶頸

以效率量產(chǎn)帶動行業(yè)應(yīng)用

具身智能的火熱，帶動了人形機器人、雙臂機器人對精細化操作的需求，許多汽車行業(yè)、3C電子行業(yè)、科研教育院所的終端客戶也在迫切渴望使用智能機器人，與現(xiàn)有生產(chǎn)或研究場景進行融合提效。

高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）預(yù)計，到2027年，中國市場六維力/力矩傳感器銷量有望突破84000套，復合增長率超過60%，其中機器人行業(yè)銷量有望突破42000套，即有一半將用在機器人身上。

小目標很豐滿，但成本依然是當前人形機器人企業(yè)的顧慮，根據(jù)摩根士丹利公布的數(shù)據(jù)顯示，特斯拉Optimus Gen2所用到的4個六維力傳感器成本大約占總成本的24.4%，單個六維力傳感器的成本接近3400美元。

高工機器人調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當前國內(nèi)六維力傳感器的產(chǎn)品平均單價在2~4萬元，一方面是當前人形機器人行業(yè)尚未形成大規(guī)模量產(chǎn)，批量化采購的訂單較少，采購價很難降低；另一方面，當前六維力傳感器在生產(chǎn)、標定等環(huán)節(jié)還存在技術(shù)難點，導致出廠成本和使用成本雙高。

據(jù)高工機器人了解，六維力傳感器有三大技術(shù)壁壘，涉及到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)工藝和標定檢測。

一是彈性體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，直接影響著傳感器的靈敏度、動態(tài)性能、維間耦合等指標。

二是生產(chǎn)工藝的復雜程度，以目前最成熟的應(yīng)變片式技術(shù)路線為例，應(yīng)變片的生產(chǎn)特點之一在于需要大批量生產(chǎn)才能覆蓋單次的啟動成本，同時包括貼片、溫度補償、測試等環(huán)節(jié)需要大量的專業(yè)工程師參與。

三是傳感器的校準和標定技術(shù)，標定是指通過硬件或軟件方法解決多通道信號在傳輸過程中互相干擾的問題（即解耦），六維力傳感器的標定樣本空間含531441個樣本點，是一維力傳感器難度的6次方，需要借助標定設(shè)備通過解耦算法極力降低串擾，提升準度和精度。

目前大部分國內(nèi)外廠商達到了2-2.5%FS的串擾度，坤維科技的六維力傳感器準度則達到了0.3FS（含串擾）。歸根結(jié)底在于，坤維科技以產(chǎn)品為導向，在攻克難關(guān)的同時掌握了多項核心技術(shù)，包括力傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化、六軸聯(lián)合加載標定校準技術(shù)、高精度串擾解耦算法等。

目前，坤維科技的全自動六軸聯(lián)合標定檢測系統(tǒng)已經(jīng)具備了1.5萬臺/年的標定能力，在今年獲得小米產(chǎn)投、舜宇產(chǎn)業(yè)基金、深創(chuàng)投、明薈、匯川產(chǎn)投等企業(yè)的A輪融資后，沖刺新建3萬臺/年的產(chǎn)能。

一個向好的信號是，目前人形機器人對六維力傳感器的需求呈現(xiàn)出定制化需求更多、實驗性產(chǎn)品更多的趨勢，隨著終端客戶批量化需求，加上生產(chǎn)技術(shù)的自動化程度提升，六維力傳感器的價格有望進一步下探。

正如坤維科技創(chuàng)始人熊琳所表示，通過效率提升和資本賦能，降低六維力傳感器的生產(chǎn)成本，推動機器人行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用，帶給客戶超出預(yù)期的體驗，是坤維科技所追求的目標。

GGII預(yù)測，在國產(chǎn)人形機器人邁過萬臺級銷量大關(guān)之后，到2027年，人形機器人的平均成本將會下降到19.16萬元，人形機器人中六維力傳感器的單臺使用成本將會下探至5000元大關(guān)。

面對人形機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有人認為是資本泡沫大肆唱衰，也有人堅信是未來改變世界的顛覆性力量，人類正在見證一個歷史性的時刻，從左搖右晃的蹣跚學步，到穩(wěn)定跑完21km的半程馬拉松，從千萬次在實驗室數(shù)字世界的仿真模擬，到一次在工廠物理世界的成功落地……

不論是科技革命的狂歡，還是商業(yè)故事泡沫，總有人甘當幕后英雄，支撐著行業(yè)在清晨曙光到來前的黑夜中奮勇前行。