专注高精度六维传感器，坤维科技2023年预计营收增长50%以上 ｜早期项目

作者 ｜杨逍

编辑 ｜ 苏建勋

随着人形机器人及负载协作机器人的火热，力觉传感器即六维力传感器越发受到行业重视。

坤维科技成立于2018年5月，公司总部位于北京。坤维科技核心创始团队全部来自于研究空气动力学测试技术的航天科研院所，希望基于空气动力学测试技术，用航天军工级标准来研发高精度六维传感器产品。

人形机器人等机器人场景对智能化的要求越来越高。相比于传统机器人的位置控制、速度控制，机器人想要实现与外界交互的柔顺控制，需要将力控引入机器人。力传感器相当于人类的感知神经，可以用于监控、检测、记录和调节施加在其上的线性力和旋转力。六维传感器作为一种特殊的传感器，能同时感知X、Y、Z三轴力和力矩，可测量在任何方向、任何轴上的应用负载，是感知维度最高一种力觉传感器。

六维力传感器可以用于汽车电子、通信电子、消费电子、专用设备等领域，在人形机器人市场的推动下，未来有望达到百亿级别市场空间。

六维力传感器除了要解决对所测力分量敏感的单调性和一致性问题外，还要解决因结构复杂和材料特性引起的维间串扰问题、动静态标定问题以及矢量运算中的解耦算法和电路实现。高性能六维传感器价格从几千到数十万元不等，价值量较高。

2019年，坤维科技便实现了商业化营收，实现直径75和直径82两款传六维体传感器的量产和销售；2020年；实现用于医疗领域的46毫米直径六维传感器和用于打磨机器人的96毫米直径六维传感器量产；2021年，成功开发出基于MEMS器件的低成本高可靠性六维传感器制造技术。

目前，坤维科技已经形成了从直径36毫米到直接200毫米的传感器，可以覆盖各类智能机器人的全部应用场景。

由于六维传感器可以感知X、Y、Z三个方向，很容易发生串扰问题。

一方面，坤维科技会通过结构解藕的方式，在设计传感器内部结构时，通过一体化成型方式形成具备仅对特定方向力敏感的受力结构。此外，坤维科技还会通过算机器学习技术获得用于算法解耦的内部参数，即六维标校/检测技术。

六维标定需要通过特使设备实现，国外主要采用如美国和以色列为NASA研制的设备，或美国阿姆特斯中心自行研发，或德国宇航中心自行研发的设备。通过这些设备，可以同按任意比例精准的对六维力传感器施加三个方向的力和三方向力矩，即需要通过设备对六维力传感器进行强迫学习训练出解耦算法的参数，且要用额外的样本空间对解耦算法的效果进行检测。

熊琳告诉36氪：“没有这样的设备，很难做出准度优于1%的六维传感器。1%准度的意思是，无论同时加载的三方向力和三方向弯矩是多大，传感器输出的测量结果与理论真值的偏差不大于1%。”

坤维科技在制作六维传感器时，采用的是自行研发的设备。目前，坤维科技已经在常州研制出8台设备，用于传感器的研发和生产。

而国内大多企业在生产六维传感器时，是通过装配电动缸或液压缸的一维标定设备，一次在一个方向上标定力，每标定一次，就旋转90度换一个方向标定，无法模拟出传感器的真实六维受力状态，无法激发出传感器的非线性力学表现，这样获得的算法很难降低串扰问题。

未来产量需求会越来越大，坤维科技需要全自动化的生产方案。目前，公司正已形成了自己的解决方案，实现了Mems低成本高可靠性六维传感器。

其中最关键的是敏感元器件。坤维科技探索了一条用MEMS应变计代替传统金属箔式应变计的新工艺途径。MEMS应变计的面积近是金属箔式应变计的1%，且灵敏度可以达到金属箔式应变计的70倍，功耗仅为金属箔式应变计的1/20。

目前，坤维科技已服务了超260多家客户，在协作机器人、医疗机器人、自动化集成公司上积累了大批客户。在营收上，2022年，坤维科技已经实现数千万营收，预计2023年公司可以实现50%以上增长。

未来，坤维科技计划将产品用于人形机器人、协作机器人、打磨自动化行业。例如，随着协作机器人的负载越来越大，仅通过内部电流辨识算法进行拖动，会容易出现拖动失效的问题，就需要用到六维传感器。

熊琳表示，“坤维的六维传感器产品的认可度越来越高，我们已经开始逐渐降低成本，未来成本也有望进一步降低，用于更多成本相对敏感的产品上。”

公司核心团队都出自中国航天科技集团第十一研究院（原航天701所），即钱学森在北京建立的第一个航天部研究所。公司创始人熊琳从2004年便开始在研究所读研和工作，一直从事空气动力学测试技术的研究。核心团队在动力学补偿、解耦算法、控制硬件等领域研究多年。目前，坤维科技共有近80名员工，研发占比近50%。