當具身智慧成為全球科技界關注焦點,一個關鍵問題開始被推到臺前:支撐機器人“感知-記憶-決策”的核心材料,如何從實驗室走向生産線?
近日,在第二十八屆中國科協年會上,一場題為“智慧機器人關鍵材料産業化路徑與産學研協同”的圓桌論壇引發熱議。與會專家形成共識:中國智慧機器人産業正處於爆發前夜,但關鍵材料的産業化落地仍需打通産學研各環節的堵點。
圖為位於北京市海淀區的中關村展示中心,工作人員展示用遙作業系統操控靈巧手。新華社記者 王婧嬙 攝
求解電子皮膚最優路徑
智慧機器人是新一代人工智能與先進製造技術深度融合的核心載體,關鍵材料則是決定機器人性能、壽命、適配性與智慧化水準的底層基石。
“現有靈巧手上的觸覺感測器,一般只能測簡單壓力,有些甚至外挂了一個攝像頭。”電子科技大學醫學院馬漢彬教授長期聚焦“半導體薄膜電子器件+生物晶片”及具身實驗室智慧自動化的醫工交叉方向,他的這番話,道出了具身智慧感知層的尷尬現狀。
機器人視覺能力已被業界公認為“做得很好”,但觸覺這一決定機器人能否真正像人一樣操作的核心能力,仍處於初級階段。更深層的問題在於:當學界還在爭論哪種材料路線最優時,中國早已擁有全球最完整的柔性電子製造底座。
“我國平板顯示行業産能規模穩居全球第一,在大尺寸LCD、中尺寸OLED等主流賽道實現全球領先。”馬漢彬説,“為什麼中國新能源汽車裏有這麼多螢幕?因為我們有足夠的産能且成本可控,而國外車企做不到。”
這一産業現實意味著,氧化物、低溫多晶硅等顯示半導體材料,理論上可直接遷移至電子皮膚的有源矩陣陣列。京東方、天馬微電子等企業均設置了面向非顯示場景研發的業務部門,可向科研團隊開放製造能力。“設計電路需要科研團隊自己完成,企業負責製造流片。”馬漢彬説。
顯然,依託我國豐富的顯示産業資源,薄膜電子有源陣列技術有望成為面向具身智慧、感存算一體電子皮膚的最優路徑之一。
推演新材料産業化前景
在醫療機器人材料領域,安徽醫科大學教授楊潤懷直言,醫療領域對新材料的態度與學界想像不同:“臨床轉化的核心除了創新以外,更在於好不好用,夠不夠便宜。”
醫療器械註冊證的獲取週期通常以年計,且要求材料通過藥監局認證。楊潤懷從事醫療器械加工、醫用柔性傳感與機器人研究多年,據他分析,傳統材料的微納加工方式創新有可能在“十五五”期間率先實現臨床落地。
以鈦合金、PEEK(聚醚醚酮)等已獲臨床批准的醫用材料為例,楊潤懷説,通過鐳射加工、數字光處理等微納技術賦予其特殊結構或涂層,使之具備輕質、緩釋或智慧響應特性,既可縮短註冊審批週期,又可加快臨床落地。
這對短期産業投資具有一定的指向性——在醫療機器人新材料賽道,相比研發“顛覆性新材料”, “微納加工+成熟材料”的集成創新短期內可能風險更低,特別是在國家控費、集採擴圍的背景下,“夠不夠便宜”已成為技術能否落地的先決條件。
在類腦計算領域,納米流體憶阻器能否成為類人體軟體具身智慧的終極形態?北京理工大學教授黃亞鑫介紹,2023年《科學》雜誌上發表的兩篇論文曾提出用納米流體模擬人腦記憶功能,其以離子為信息載體、基於液相體系的“軟基”特性與人腦高度接近,且功耗遠低於傳統架構。“人腦思考時的能耗非常低,這是碳基智慧的效率優勢。”
黃亞鑫主要研究方向為超快鐳射微納製造及微納智慧器件,已在流體憶阻器、微納米機器人、離子器件等領域取得創新成果。
在他看來,憶阻器當前只是“記憶單元”,如同CMOS電晶體之於計算機,真正的智慧需要“感存算”集成與軟體架構配合。
“中國在碳基材料、二維材料的完整産業鏈佈局位居國際前列。”黃亞鑫表示,“十五五”期間,我國有望在納米流體憶阻器領域實現突破。
探尋産學研協同新模式
與學界聚焦“技術先進性”不同,産業界更關心“能不能用”。北京度量科技有限公司CTO王功潔從應用端提出了感測器的四維評價:靈敏度、時延、集成度、穩定性。
王功潔表示,作為動作捕捉系統廠商,度量科技期待通過“數據平臺”反向賦能——將各類感測器數據與本體數據進行時序同步,為行業用戶和工程師提供可分析的數據資産。
這種“需求端倒推”的邏輯,正在重塑産學研協同模式。過去是“科研出成果、産業找轉化”,未來可能是“場景定義指標、指標牽引研發”。王功潔透露,度量科技已與多家機器人本體廠商、靈巧手廠商建立數據對接,“産業界很期待新技術,希望作為企業方能賦能學術界,共同推動産業化落地”。
“這場圓桌論壇,學界和企業界的專家齊聚一堂,從納米流體、憶阻器聊到電子皮膚的産業路徑,大家不僅談技術,更談落地、談成本、談産業鏈協同,這種交流有力推動了我們從實驗室樣品向生産線産品思維轉變。”貴州大學機械工程學院副院長唐正強説。
唐正強還表示,貴州擁有航空、航天、航發完整的“三航”體系,在“富礦精開”省級發展戰略下,智慧機器人正成為老工業基地轉型升級的新抓手,眾多企業對機器人有著大量特殊場景需求,“非常歡迎在座的專家、企業把技術和産品應用到貴州場景中”。
對機器人研發企業而言,這意味著“場景即訂單”。航空、航天、航發、礦山裝備等場景對機器人極端環境、高可靠性要求,可能催生差異化技術路線和供應鏈機會。
材料強則裝備強,裝備強則産業強。中國智慧機器人關鍵材料産業不缺技術儲備,不缺製造底座,也不缺應用場景。從顯示産線的復用、醫用材料的微納改造,到碳基智慧的長期佈局,智慧機器人關鍵材料産業化的終極邏輯,從來不是單項技術的突破,而是系統級集成能力的提升。“十五五”大幕已經開啟,一條“場景牽引、産線復用、系統集成”的中國式産業化路徑正在逐漸清晰。(記者 吳蔚)
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