坤维科技：赋予机器人力觉感知“神经”

ROBOT INDUSTRY

机器人虽能“看见”世界，却难以“感知”力量,缺乏精准力控，导致其在精密装配、医疗手术等场景中屡屡受制，操作粗糙、安全性低成为普遍痛点。为机器注入真实“力觉”，实现与人的安全、柔性交互，已成为推动机器人从“自动化”迈向“智能化”必须跨越的关键。

“如果机器人的视觉相当于人类的眼睛，那么六维力传感器就是机器人的感知神经中枢，它是机器人实现与物理世界安全和精确交互的基石。”常州坤维传感科技有限公司（以下简称“坤维科技”）联合创始人兼CTO袁明论这样比喻六维力传感器在机器人中的核心作用。数据显示，2024年中国六维力传感器整体市场出货量已突破1.4万台，到2030年，人形机器人领域的出货量有望达到23万台，年复合增长率超过20%。

成立于2018年的坤维科技，凭借源自航天领域的50年力测量技术积淀，正致力于解决机器人智能化进程中的关键难题。随着人形机器人从概念走向落地，六维力传感器作为产业链深水处的关键部件，市场快速爆发。

1

力觉是机器人交互的安全阀与精度尺

在机器人从“自动化”迈向“智能化”的关键阶段，行业普遍面临一个核心瓶颈：机器人虽然能够“看见”世界，却难以“感知”力量。视觉系统赋予了机器人识别物体位置、形状乃至颜色的能力，但在真实、动态、非结构化的环境中，仅凭视觉无法实现精细的物理交互。

正如袁明论所言：“纯视觉方案在机器人从‘示教再现’走向‘智能自适应’的过程中，遇到了无法逾越的瓶颈。”机器人若缺乏对力的精准感知与反馈，其在执行装配、打磨、手术等需要力觉反馈的任务时，便如同“盲人摸象”，难以实现真正的智能协作。

图1 坤维科技联合创始人兼CTO 袁明论

在实际场景中，缺乏力控带来的问题尤为突出。例如，在手机外壳打磨过程中，机器人若无法实时感知并控制施加于工件表面的力度，极易造成过切或损伤；在骨科手术中，手术机器人若缺乏精确的力反馈，磨骨力度不当可能导致患者骨骼不可逆的损伤。这些场景中，视觉系统虽能定位目标，却无法判断接触力的大小、方向与变化，无法实现“柔性接触”与“自适应调节”。而在具身智能应用中，机器人需在不确定环境中完成抓取、搬运、协作等任务，纯视觉方法的成功率极低，必须引入力反馈机制，才能提升操作的可靠性与安全性。

六维力传感器的出现，正是为了解决这一核心痛点。它能够实时测量三维空间中六个独立的力与力矩分量，包括三个方向的力和力矩，从而为机器人提供完整的力觉感知能力。袁明论形象地比喻：“六维力传感器就像机器人的肌肉感知神经，使其能够像熟练工匠一样，把握操作的力度，从而做出精准调整。”这种能力不仅让机器人从被动的指令执行者转变为能够与环境互动的智能体，更使其在与人协作时具备更高的安全性与灵活性。

在人形机器人中，六维力传感器的作用尤为关键。据行业研究，力传感器在机器人中的价值占比高达16%，是其核心部件之一。人形机器人通常在手腕、脚踝等关键部位部署六维力传感器，用于感知地面反力、调整步态平衡、实现柔顺抓取与安全交互。袁明论强调：“这正是实现机器人与人自然、安全交互的技术基础。”

未来，随着人形机器人逐步进入工厂、家庭，乃至公共服务领域，其对力觉感知的需求将更加迫切。预计到2030年，仅人形机器人领域的六维力传感器出货量将达到23万台，市场规模有望突破百亿元。

从安全阀到精度尺，六维力传感器正在重新定义机器人的交互能力，它不仅提升了机器人在复杂环境中的适应性与智能水平，更为人机共融的未来奠定了技术基石。随着力觉与视觉、听觉等多模态感知技术的进一步融合，机器人将真正实现从“感知环境”到“理解环境”，再到“响应环境”的跨越，迈向更高层级的智能交互时代。

2

从解决技术问题到满足市场实际需求

在机器人智能化浪潮中，技术突破与市场需求之间的桥梁往往由工程化能力搭建。坤维科技的成功，不仅源于其在六维力传感器领域的技术积累，更在于其将实验室精度转化为工业可靠性的系统能力。袁明论强调：“坤维科技的六维力传感器，其高精度的核心来源是弹性体结构设计、应变计技术和解耦算法的深度融合。”这种多技术路径的协同创新，使坤维科技的产品在精准度、串扰、温漂等关键指标上实现突破，其中准度含串扰控制在千分之一以内，优于行业平均水平，赶超国际同行水平。

航天背景为坤维科技带来了独特的技术基因。袁明论回顾道：“六维力传感器技术在航天领域已发展50年，从材料、结构解耦到测试设备、算法解耦都非常成熟。”这一深厚积淀使坤维科技在创业初期就站在了更高的技术起点。然而，将航天级技术转化为适用于工业场景的可靠产品，需要克服诸多工程挑战。

图2 坤维科技六维力传感器

袁明论坦言：“从实验室到工业现场，最大的挑战之一是保证产品在震动、温差等变量环境下的可靠性。”为此，坤维科技引入了纯自研且国内唯一的六维联合加载标定方法，通过同时按任意比例施加三个正交力和三个正交力矩，确保传感器在真实工况下的准确性，避免了传统一维标定导致的指标“美化”问题。

在核心敏感元件应变计的工艺上，坤维科技实现了革命性突破。袁明论介绍：“传统金属应变计单片大小约4~5mm，而坤维研发的基于MEMS工艺硅基应变计单片大小可做到0.2~0.5mm，灵敏度提高20倍以上。”这一突破不仅解决了传感器小型化难题，契合人形机器人对关节部位传感器小体积、高刚性的严苛要求，更为实现低成本、大批量生产奠定了基础。

工程思维贯穿于坤维科技的产品开发全过程。在袁明论看来，“精准度不高的原因不是技术单一问题，要用工程思维来看”，这已成为团队的核心价值观。这种思维体现在对产品可靠性的极致追求上：“人形机器人需要的不是实验室里测一次准的样品，而是要在日复一日的动态运行中，抵抗温度变化、湿度波动、振动冲击，还要保证零点不漂移、精准度不衰减。”通过严格的质量控制，坤维科技六维力传感器在-20℃到80℃温度范围内，将零点漂移控制在0.01%FS/℃以内。

图3 坤维科技六维力传感器应用方案

技术融合是坤维科技满足市场需求的另一关键。袁明论阐释了六维力传感与AI视觉的协同价值：“视觉负责粗定位，力控负责精操作，两者结合让机器人既能看得远，又能摸得准。”这种多模态融合正是克服纯视觉方案局限性的必由之路，也是具身智能发展的关键方向。

面对批量生产、成本控制和市场教育三大挑战，坤维科技以系统工程方法寻找平衡点。袁明论指出：“六维力传感器在结构设计、解耦能力、标定检测、工艺等方面具备较高的技术门槛，本质上是一项系统工程。”这种系统思维使坤维科技能够综合考虑性能、成本、可靠性和可制造性，为不同应用场景提供最适宜的解决方案之一。

从解决技术难题到满足市场实际需求，坤维科技走过了一条从技术优势到产品竞争力，再到市场价值的转化之路。在这个过程中，工程思维不仅是技术术语，更成为一种解决问题的哲学，推动着中国六维力传感器从实验室走向产业化，从技术突破走向市场认可。

3

串联多元应用赛道的核心逻辑

六维力传感器作为机器人实现力觉感知的核心部件，正在多个前沿应用场景中发挥“连接器”与“赋能器”的作用。从工业制造到医疗手术，从人形机器人到运动科学，其技术逻辑高度一致：通过高精度、高可靠性的力反馈，提升系统在物理交互中的智能水平与安全性。坤维科技凭借其系统化的技术能力与工程经验，正在这些看似分散的赛道中构建起统一的技术底层与市场逻辑。

图4 六维力传感器应用于人形机器人

人形机器人被普遍认为是下一代智能终端的代表，而六维力传感器在其中扮演着“杀手级应用”的角色。袁明论分析指出：“在人形机器人中，六维力传感器是实现平衡行走、安全交互和精细操作的关键。”具体而言，在手腕处部署六维力传感器，可使机器人感知抓取力度，实现柔顺抓取与精准操作；在脚踝或足底安装，则能实时监测地面反作用力，动态调整步态与姿态，防止滑倒或失衡。更重要的是，在人机近距离协作场景中，六维力传感器能及时检测到非预期的接触力，并触发安全响应，避免对人造成伤害。坤维科技已推出HRS人形系列产品，包括适用于手腕的HRS30-60系列与适用于脚踝的HRS60-96系列，成功应用于国内首批批量生产的人形机器人，体现出在小型化、高刚性、高过载等方面的技术领先性。

在工业机器人领域，六维力传感器的价值主要体现在“降本增效”与“提质升级”两方面。袁明论分享了一个典型案例：在精密装配环节，使用坤维科技的六维力传感器后，客户产品的不良率降低了多个数量级。这是因为传统机器人依赖于位置控制，难以应对工件的公差或装配过程中的微小变化，而引入力控后，机器人能够实时感知并调整力度与姿态，实现“自适应装配”。同样，在打磨、抛光、去毛刺等工艺中，力控能有效避免过切或欠加工，提升工艺一致性与产品良率。随着工业机器人从“自动化”向“智能化”升级，六维力传感器正成为实现柔性制造与智能产线的关键部件。

图5 六维力传感器应用于医疗手术机器人

医疗手术机器人对力的感知精度与可靠性要求极高，直接关乎患者的生命健康。袁明论强调：“在手术机器人领域，‘准度’的定义超越了物理指标，更包含了安全与信任的维度。”坤维科技的六维力传感器在串扰、温漂、非线性度等关键指标上达到医疗级标准，准度含串扰优于0.3%FS，精度优于0.1%FS，能够满足手术机器人对“稳、准、精”的极致追求。在骨科、神经外科等精细手术中，机器人力觉反馈可帮助医生实现更精准的切削、钻孔或缝合，最大限度减少组织损伤，提升手术成功率与患者康复质量。

此外，坤维科技还将其力控技术与AI视觉能力拓展至运动科学领域，成立了“坤维科技运动”子品牌。通过部署六维力传感器于运动捕捉系统、康复设备与训练平台，可以为运动员、康复患者等用户提供精准的动作分析、力量评估与训练反馈。袁明论指出，这一跨界应用体现了坤维科技“借助高新技术，形成当前效益的行业应用新样例”的战略思路，不仅拓展了技术边界与市场空间，也展现出六维力传感器作为底层感知技术，在不同行业中的高度可迁移性与潜力。

从人形机器人到工业制造，从医疗手术到运动科学，六维力传感器正在多个高价值赛道中扮演着“技术公约数”的角色。坤维科技通过系统化的产品布局与场景深耕，不仅强化了其在机器人传感器领域的技术领先性，也为中国智能装备与具身智能产业的发展提供了关键的力觉支撑。

4

筑牢中国具身智能产业的“新长城”

在我国机器人产业从“跟跑”到“并跑”乃至“领跑”的进程中，核心部件的自主可控与技术创新已成为支撑产业可持续发展的关键。六维力传感器作为机器人的“力觉神经”，不仅是实现智能交互的基础，更是中国具身智能产业能否在全球竞争中占据制高点的战略要素。坤维科技凭借其在航天领域的深厚技术积淀、系统化的工程思维与前瞻性的产业布局，正致力于筑牢这条属于中国具身智能产业的“新长城”。

图6 坤维科技六维力传感器生产产线

回顾坤维科技的创业历程，是一条从“技术高地”走向“产业深处”的路径。袁明论总结道：“源于什么是基础，用于哪里是本事。”这句话不仅体现了坤维科技将航天技术转化为市场产品的核心理念，也折射出中国高科技企业从技术引进到自主创新、从实验室研究到产业化落地的挑战与机遇。

航天领域的六维力测量技术已有50年的发展历程，在材料、结构、算法、测试等方面形成了完整的技术体系与工程标准。坤维科技在创业初期即依托这一背景，实现了准度含串扰指标从行业平均2%FS降至1‰FS级别的突破，奠定了其在精准度与可靠性方面的领先优势。

坤维科技引入航天级测试标准与六维联合加载标定方法，确保产品在真实场景中的稳定性与一致性。这种对可靠性的极致追求，不仅源于航天领域对质量的严苛要求，也是坤维科技产品能够在工业、医疗、人形机器人等高端场景中赢得信任的关键。

在产业生态构建方面，坤维科技积极参与国家标准的制定工作，推动六维力传感器行业的规范化与透明化发展。国家标准《机器人多维力/力矩传感器检测技术规范》（GB/T 43199-2023）于2024年4月1日正式实施，坤维科技正是该标准的主笔撰写单位之一。

袁明论指出，国家标准实施后，所有厂商都需按照统一标准标注性能指标与检测方法，客户能够清晰识别各品牌产品的真实性能，避免因指标虚高或测试方法不统一导致的选型失误与资源浪费。不仅提升了整个行业的技术门槛与产品质量，也为下游机器人企业提供了更可靠的供应链保障。

随着人形机器人产业的快速崛起，六维力传感器作为其力觉系统的核心，正迎来爆发式增长的前夜。袁明论预测，到2030年，人形机器人领域六维力传感器的市场规模将超百亿元。坤维科技以“高精度+高产能+场景经验”的组合策略，正在这一赛道中抢占先机，不仅推出了多款专为人形机器人设计的传感器产品，还通过与头部企业合作，积累了丰富的场景数据与工程经验，为其在未来市场竞争中构筑了坚实的护城河。

图7 坤维科技参与国内多个专业展会

袁明论坚信，在具身智能这场技术与产业的长跑中，坤维科技作为头部六维力传感器企业，其每一步突破与积累，都是在为中国具身智能产业筑牢技术上的“新长城”。

阅读更多内容，欢迎订购《机器人产业》杂志。

点击跳转！圈内人都在看的专家观点