為什麼國產機器人「愚鈍」 終極問題出在這裡!
機器人儘管結構複雜,但從功能構成區分,無外乎兩部分組成。一部分是智能網路,另一部分是機器。現在科研人員的任務是將這兩個部分徹底打通,而打通的關鍵是感測器。這是鏈科技小編今天的話題。給一個壓力,還一個電信號。原理如此簡單,但要靈敏地捕捉到「一點點」的輸入,並給出嚴格匹配的輸出,並且消除不同「維」間的耦合干擾,這做起來並不容易。
這正是我國高端製造的短板之一,正是觸覺感測器的靈敏度不夠,我們的機器人才不太靈敏,反應總要慢半拍。目前國內感測器企業大多從事氣體、溫度等類型感測器的生產,在一個有著100多家企業的行業中,幾乎沒有感測器製造商進行觸覺感測器的生產,致使該領域大量的核心元器件必須高價進口。國內某知名機器人製造企業負責人表示,包括觸覺感測器、減速器在內的國內產品,在穩定性、一致性方面不太過關。除了生產工藝,材料純度也是從實驗室到工業生產的「扼咽之處」。
材料的複雜性在機器人製造方面體現的最充分,材料是機器人生產的最大瓶頸,材料制約著機器人的全面升級。導電橡膠、導電塑料、碳納米管、石墨烯等都是可用作觸覺感測器的材料。為了獲得高品質的材料,我國一家企業曾用導電膏製作符合標準的導電橡膠。導電橡膠通過將玻璃鍍銀、鋁鍍銀、銀等眾多導電顆粒均勻分布在硅橡膠中製成。擠壓可以讓導電顆粒相互連接,從而產生電流。分布越均勻,電流產生與壓力的關係越有規律。但這家企業製作工藝不穩定,產品質量欠佳。一片巴掌大小的日本陣列式感測器售價10萬元,並能保持嚴格的均一、穩定性。而國內產品多為一點式的,一般100元一個。日本陣列式感測器能在10厘米×10厘米大小的基質中分布100個敏感元件。此外,每個敏感元件的受力維度也增加了技術的複雜性,施力有六個維度(X、Y、Z軸3個方向,以及對應的力矩方向),維度之間的耦合干擾如何消除也是需要在基礎研究上發力的環節。日本在產業化方面較為領先,其他國家大多處於實驗室階段。
對於觸覺感測器的弱項,我國科研人員當然也心知肚明,也在加緊追趕世界領跑者,但這需要一定時日。在觸覺感測器的一種——多維力感測器的研究方面,我國很早就進行了布局。東南大學和中國科學院合肥機械智能研究所獲得863重點專項的支持,研製六維力感測器,靜態精度已經達到誤差率僅為1%—2%,和世界先進水平差不多,只是動態精度還需進一步攻關。儘管趕超的難度不小,但同其他領域一樣,我們一定會從「跟跑」變成「領跑」。
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