
当机器人能“看见”世界,却无法精准“触摸”万物;当微创手术器械能深入毫米级腔道,却感知不到接触的力度——这一困扰全球高端制造与医疗领域数十年的瓶颈,终于被中国团队彻底打破。这标志着纳眸智能团队在微尺度六维力觉感知领域实现全球原创性技术突破,也是我国企业首次在该领域打破国际技术垄断。

近日,纳眸智能科技(上海)有限公司“光场编码六维力传感技术”取得里程碑式突破,相关成果以《Deformation-encoded light-field transduction enables 6-DoF optical force sensing in a 1.7 mm footprint》为题发表于国际顶级光学期刊《Optica》,并被 Optica Publishing Group 选为官方重点新闻专题报道,标题为《Tiny sensor harnesses light to feel touch》。这是全球首次在仅1.7mm外径的超小尺度下,实现全光学三维力+三维力矩同步高精度感知,标志着我国在微尺度高维物理感知领域实现从“跟跑”到“领跑”的跨越,为微创医疗、精密制造、智能机器人等万亿级赛道带来颠覆性变革。

颠覆传统:光场编码,重新定义力觉感知
长期以来,六维力传感器作为机器人与物理世界交互的“触觉神经”,始终被三大行业痛点制约:
体积瓶颈:传统应变片、电容阵列式传感器外径普遍在 10mm 以上,无法进入毫米级受限空间;
结构复杂:末端需集成大量电子器件,易受电磁干扰,难以适配医疗、强工业环境;
标定困难:六维力学空间耦合严重,传统逐点标定需消耗数周时间,落地成本极高。
纳眸智能联合实验室首创“光场编码力觉” 全新感知范式,从底层原理上突破了传统技术的桎梏:
✅单通道全光学感知:将整体接触状态直接编码为空间光场变化,无需末端任何电子器件,仅通过一根相干光纤束即可传输完整六维力学信息;
✅1.7mm 极致微型化:传感器外径仅 1.7mm,约为一根牙签的 1/3,可直接集成于微创导管、腔镜器械、眼科探针等微型工具;
✅AI 生成式自校准:引入潜空间扩散模型(LDM),仅需少量真实数据即可生成十万级物理一致的力觉样本,标定效率提升 90% 以上。简单来说,传统传感器需要“多个传感器拼接才能感知六个维度”,而我们的技术用一个光学通道就能同时“看见”力的大小、方向和扭转,真正实现了“一孔窥全豹”。
硬核性能:全球领先的技术指标
经过严格的实验验证,该传感器核心性能达到国际顶尖水平:
✅六维同步感知:同时输出 Fx/Fy/Fz 三维力与 Tx/Ty/Tz 三维力矩✅超高测量精度:多数通道线性相关系数 R²>0.99,耦合误差<0.5% FS
✅超强环境鲁棒性:15–50°C宽温域稳定工作,光纤任意弯曲不影响精度
✅毫秒级响应速度:实时跟踪动态力学变化,迟滞误差可忽略不计

三大核心应用场景,解锁万亿级市场
基于其超小尺寸、全光学特性与高精度感知能力,该传感器可广泛应用于各赛道,解决行业级刚需:
1.精密制造:实现微米级力控制造
为半导体微装配、航空航天精密制造、新能源电池封装提供力觉支撑:
芯片键合力控:避免芯片因受力过大损坏,提升良品率
航空发动机叶片装配:控制微米级装配间隙,保证发动机性能
锂电池极耳焊接:精准控制焊接压力,避免过焊或虚焊
2.智能机器人:赋予机器人类皮肤触觉及整体微力感知
可嵌入人形机器人灵巧手、空间机器人末端,实现精密交互与遥操作:
易碎品抓取:自动调整抓取力度,避免物品损坏
远程手术临场感:让医生在千里之外感知手术操作的力度
空间机器人操作:在强电磁干扰的太空环境中稳定工作
3.微创医疗:让手术机器人拥有“医生的手感”
可集成于腔镜器械、介入导管、眼科手术探针末端,为手术机器人提供实时力反馈:
肿瘤触诊:精准感知隐藏硬质病灶的位置与力学特性,模拟临床触诊
眼科手术:检测 0.01N 级别的接触力,避免器械损伤视网膜
神经外科:区分肿瘤组织与正常脑组织,提升手术精准度与安全性
未来,纳眸智能将持续深耕微尺度物理感知领域,不断优化技术性能、拓展应用场景,致力于成为全球领先的光学智能感知技术提供商,用中国原创技术赋能高端制造与精密场景智能化升级。