帕西尼：基于触觉，人形机器人感知能力将迎来“ChatGPT时刻”|人形机器人|传感器|天文学家|弗兰科·帕西尼|感受器|物理学家|触觉

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触觉是人类感知世界的重要途径之一，帮助我们感知物体的形状、纹理质地、温度和接触力等各种信息。同样，触觉传感器技术在机器人领域大有用武之地，能够使机器人构建精确和灵敏的感知能力，从而极大地提升复杂环境下的操作能力。

触觉，指的是皮肤触觉感受器接触机械刺激产生的感觉，就人类皮肤而言，触觉的产生主要依赖于分布于皮肤深层4类触觉感受器，分别是默克尔细胞、迈斯纳小体、帕西尼小体、鲁菲尼小体。从婴儿初生的拍打与抚触，到日常生活中的握手与拥抱，再到工作学习中的键盘敲击与鼠标操控，触觉这一感官体验，以其独特的方式，让我们对周围环境产生直观且丰富的认知。

然而，触觉感知技术的发展十分缓慢。直至2021年，诺贝尔生理学或医学奖颁给了美国科学家大卫·朱利叶斯与阿登·帕塔普蒂安，以表彰他们在“温度和触觉感受器”领域的重大发现，触觉感知这门学科才得以首次在真正意义上步入公众视野，一场关于触觉科学的深入探索与全面变革也悄然而至。

机器人触觉，作为机器人与物理世界交互的重要链路，不仅是其感知与理解外部环境的重要途径，更是驱动机器人自动化与智能化跃升的核心动力。机器人通过触觉可获取除几何运动和颜色以外的其他性质，包括压感、摩擦、软硬度、纹理、重量和温度等，从而更精确地控制手部动作，避免对易碎或敏感物体造成损伤。

人形机器人有高度拟人性，因此被认为拥有巨大的应用价值。人类有视觉、听觉和触觉三大感知能力，为人形机器人的研发提供基本思路。当前，人形机器人视听能力已基本满足应用需求，而触觉的技术门槛较高，如材料纯度、标定、制造流程精度和复杂度都远非一般传感器可比，把大部分人形机器人企业挡在了商业化的半山腰。

图1 手部集成了多维触觉传感器的人形机器人

触觉传感器面临的机遇与挑战

类似于人类感官的延伸，触觉对于机器人而言，是帮助其理解现实世界并与之交互的基础与核心。随着通用人工智能技术的飞速发展及机器人应用场景的不断丰富，触觉感知技术正迅速转变为机器人与自动化领域的技术支柱。尽管市场供应尚显紧俏，但触觉感知技术领域蕴藏着广阔的创新机遇，触觉传感器的产业蓝海已然出现在大众眼前。

触觉传感器曾被国家列为“卡脖子”难题。当前，技术层面上的灵敏度不足、抗干扰能力差，以及经济考量下的高成本问题，仍是制约触觉感知技术广泛普及的几大挑战。近年来，国内涌现出一批在机器人感知技术领域有着亮眼表现的企业，帕西尼感知科技（深圳）有限公司（以下简称“帕西尼”）就是其中之一。公司创始团队来自于世界首款人形机器人诞生地——日本早稻田大学“菅野实验室”，在多维触觉和机器人技术领域有长达十年的技术沉淀。在走出实验室后，公司仅用两年时间，在国内首次实现多维度大阵列触觉传感器大规模商业化，其核心产品包括多维度大阵列触觉传感器PX-6AX，以及面向消费市场的便捷型触觉传感器PX-3A。此外，帕西尼还推出多维触觉灵巧手DexH5，以及行业首款搭载多维触觉传感器的人形机器人TORA（Tactile Oriented Robot of Artificial-intelligence）。

图2 帕西尼多维触觉人形机器人TORA

触觉传感器商业化的优势条件

对比国外的触觉传感器，帕西尼的PX系列触觉传感器在精度、灵敏度、耐久度、最大动态检测范围、采样率等指标上，有着更优异的表现。帕西尼将其在产品上的优势概括为一致性、耐久性、多维度、大阵列四个关键词。

触觉传感器的一致性，表现为相同条件下输出结果的稳定。如此，人形机器人能够更准确地感知环境数据，进而为大模型框架输入低差错的真实环境数据，加速学习进程。帕西尼的多维触觉传感器产品支持超300万次以上的测量。所谓多维度，即触觉传感器可以感知到压力、温度等多维度信息。大阵列的作用是使接触面更广，从而增大动态响应范围，不会因接触角度、位置偏移等外界因素造成输出结果的大不相同，比单点传感器更具有一致性。制造触觉传感器的表层弹性体有无限自由度的特征，帕西尼将表面收敛为几百个自由度点，再纳入数学模型做演算，提倡用更轻薄的传感器实现多维度的力量检测。

图3 帕西尼多维触觉传感器PX-3A、PX-6AX

在产品形态上，帕西尼也是行业少数能提供触觉数字化服务的企业，能基于不同的用户使用场景需求，提供一整套完整的数字化传感器和集成解决方案，实现快速灵活的部署与拓展。

作为制造大国，中国拥有完备的供应链体系和强大的生产制造能力，为多维触觉技术等面向未来的战略新兴行业的迅速崛起奠定了坚实基础，在此优势上，企业能加速产品迭代，深耕技术创新。当前，全球多维触觉传感器市场正值高速发展期，国内市场发展空间广阔。帕西尼期望发挥引领作用，通过技术及产品创新，构建完备的产业生态，推动产业链协同发展。

目前，触觉感知技术已深度融入先进制造、精密装配、医疗康养、航空航天等众多尖端领域。据悉，在帕西尼触觉传感器的用户中，有80%都将产品应用到了人形机器人上，这其中涵盖市面上大部分人形机器人企业。多维度大阵列触觉传感器赐予人形机器人超出人类的感知灵敏力，有望帮助它们找到更多具有替人优势的工作岗位。

图4 2023世界机器人大会上，多维触觉人形机器人Tora将盲盒传递给观众

在细分领域做大做强

人形机器人赛道中，初创公司居多。“既做又做”的分散式研发思路过于耗费时间和经费，而且很难在所有赛道做到杰出。触觉传感器领域十分考验企业的耐力和技术沉淀，硬件实力靠的是久久为功。未来，机器人触觉应用将广泛应用于生产生活的各类场景。据悉，帕西尼战略研发会持续将触觉传感器放在首位，向外辐射其他研发和服务。

参考其他机器人品类，未来生产人形机器人所需要的基础设施将趋于完善。相应地，人形机器人整机技术壁垒将迎来史无前例的骤降，人形机器人赛道的从业者将持续增加，一个千亿级的市场终将迎来水落石出的一刻。

触觉传感器这一蓝海市场正吸引诸多有能者加入，他们带来不一而同的技术和资源，帕西尼作为生产机器人核心零部件的厂商，具有先发优势。多维度大阵列触觉传感器在增强人形机器人环境适应性和提高操作精度等方面发挥重要作用。创新永无止境，人形机器人用触觉传感技术仍有发展空间。