触觉传感器做到万片级后,机器人PCB开始从“会感知”转向“能复制”
9月19日,千觉机器人宣布连续完成两轮数亿元融资,由蓝驰创投、中金资本等机构参与。更值得制造端关注的是,公司自研视触觉传感器已经实现万片级量产,累计服务超过300家付费客户,并披露跨个体与重复一致性达到97%、接触寿命达到500万次、防护等级达到IP68;与此同时,其X-TouchMind V1视觉—触觉—语言—动作模型已进入机器人及工业场景。
机器人“有触觉”并不是新概念。
真正发生变化的是:过去实验室里做出一只灵敏的机器人手已经很难,现在还要把这种灵敏度稳定地复制到一万片传感器上。
这时候,问题就开始从算法和传感器,传导到PCB和PCBA制造。
机器人手指空间很小,电子系统却不能少
触觉传感器最终要安装在机器人指尖、手掌或者夹爪等位置。
这些地方有一个共同特点:空间小、结构不规则,而且需要频繁接触外部物体。
传感器不仅要感知压力和接触变化,还需要完成信号采集、处理以及与机器人控制系统的数据交换。电子元件必须尽可能集中在有限空间内。
这也是FPC、HDI以及小型化PCBA值得关注的原因。
FPC可以适应狭窄或异形空间,减少部分传统线束连接;HDI则可以利用微孔和更密集的层间互连,把更多线路放进有限板面积。
机器人手指越来越灵活,留给电路的空间反而越来越少。
板子不是简单做小,而是要在做小以后依然完成感知、供电和通信。
万片级量产后,“每一片感觉差不多”变得更重要
触觉传感器还有一个比普通电子模组更特殊的问题:一致性。
假设机器人左手和右手安装了相同型号的传感器,同样大小的接触力,如果两颗传感器输出差异很大,算法就需要花更多精力校准。
因此,千觉披露的97%跨个体与重复一致性,比单纯的灵敏度参数更值得制造端关注。
当数量进入万片级以后,一致性也会向PCBA环节传导。
锡膏印刷量、微小器件贴装位置、焊接状态以及不同批次元器件的变化,都可能形成制造波动。少量研发样机可以人工调试,批量模组却不能依赖每一片单独“修”。
所以SPI、AOI、X-Ray等检测手段在这里的意义很直接:尽量把异常留在制造环节,而不是等传感器装到机器人手上以后再发现。
量产真正难的,不是做出第一片,而是让第一万片仍然保持接近的制造状态。
IP68和500万次寿命,考验的是整个模组设计
千觉披露的另两个参数——IP68和500万次接触寿命——也很容易被简单理解成“PCB要更耐用”。
其实并不完全准确。
IP68描述的是产品外壳整体的防尘、防水能力,最终表现与结构密封、连接方式、材料及装配工艺共同相关,并不能简单等同于PCB涂一层三防漆。
500万次接触寿命同样主要体现传感器整体在重复使用环境中的耐久能力,并不意味着内部FPC也进行了500万次弯折测试。
但它们共同说明了一件事:机器人触觉模组不是装好以后静止工作的电子产品,而是需要长期处在接触、振动和机械运动附近。
因此PCB选材、连接结构、焊接质量以及PCBA装配稳定性,都会成为整个模组可靠性的一部分。
从300家客户到万片量产,PCB也要跟着换制造方式
千觉已经与智元机器人展开批量合作,并与宁德时代推进产线应用。
这代表触觉传感器正在从科研和机器人原型项目,逐渐进入真实工业场景。
研发阶段,PCB供应链首先解决“能不能做”;客户增加以后,则要继续解决“能不能快速改”;到了万片级量产阶段,还要回答“能不能稳定重复”。
三个阶段,对制造能力的要求并不相同。
聚多邦目前覆盖FPC、刚挠结合、HDI以及PCB+SMT+PCBA等制造环节,SMT日产能1200万点,并配置SPI、AOI和3D X-Ray等检测设备。对于机器人传感器这类从研发验证逐渐进入批量制造的电子模组,PCB制造、贴装和检测之间更紧密的工程衔接,有助于减少不同环节反复流转。
机器人触觉放量,PCB价值藏在“每一个接触点”里
过去谈人形机器人PCB,更多注意主控板、关节控制器和高算力平台。
触觉传感器开始万片级量产后,另一个方向正在变得清晰:电子系统正在从机器人的“大脑”和“关节”,继续向手指、手掌甚至更多接触位置延伸。
单个触觉模组可能并不大,但机器人需要的感知节点越多,对小型化FPC、HDI和PCBA的需求就越分散。
所以机器人真正进入规模应用后,PCB产业值得关注的不只是“主板会有多复杂”。
更值得看的,是电子电路会不会像神经末梢一样,继续向机器人身体的每一个感知节点扩散。
当机器人开始真正拥有越来越多“触觉”,PCB要解决的也不只是让它感觉到。
而是让成千上万个感知节点,都能稳定地感觉到。