打通產(chǎn)學(xué)研協(xié)同堵點(diǎn) 解碼智能機(jī)器人關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)化新路徑

當(dāng)具身智能成為全球科技界關(guān)注焦點(diǎn)，一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題開(kāi)始被推到臺(tái)前：支撐機(jī)器人“感知-記憶-決策”的核心材料，如何從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線？

近日，在第二十八屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)上，一場(chǎng)題為“智能機(jī)器人關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)化路徑與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同”的圓桌論壇引發(fā)熱議。與會(huì)專(zhuān)家形成共識(shí)：中國(guó)智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正處于爆發(fā)前夜，但關(guān)鍵材料的產(chǎn)業(yè)化落地仍需打通產(chǎn)學(xué)研各環(huán)節(jié)的堵點(diǎn)。

求解電子皮膚最優(yōu)路徑

智能機(jī)器人是新一代人工智能與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合的核心載體，關(guān)鍵材料則是決定機(jī)器人性能、壽命、適配性與智能化水平的底層基石。

“現(xiàn)有靈巧手上的觸覺(jué)傳感器，一般只能測(cè)簡(jiǎn)單壓力，有些甚至外掛了一個(gè)攝像頭。”電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院馬漢彬教授長(zhǎng)期聚焦“半導(dǎo)體薄膜電子器件+生物芯片”及具身實(shí)驗(yàn)室智能自動(dòng)化的醫(yī)工交叉方向，他的這番話，道出了具身智能感知層的尷尬現(xiàn)狀。

機(jī)器人視覺(jué)能力已被業(yè)界公認(rèn)為“做得很好”，但觸覺(jué)這一決定機(jī)器人能否真正像人一樣操作的核心能力，仍處于初級(jí)階段。更深層的問(wèn)題在于：當(dāng)學(xué)界還在爭(zhēng)論哪種材料路線最優(yōu)時(shí)，中國(guó)早已擁有全球最完整的柔性電子制造底座。

“我國(guó)平板顯示行業(yè)產(chǎn)能規(guī)模穩(wěn)居全球第一，在大尺寸LCD、中尺寸OLED等主流賽道實(shí)現(xiàn)全球領(lǐng)先。”馬漢彬說(shuō)，“為什么中國(guó)新能源汽車(chē)?yán)镉羞@么多屏幕？因?yàn)槲覀冇凶銐虻漠a(chǎn)能且成本可控，而國(guó)外車(chē)企做不到。”

這一產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)意味著，氧化物、低溫多晶硅等顯示半導(dǎo)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(yè)均設(shè)置了面向非顯示場(chǎng)景研發(fā)的業(yè)務(wù)部門(mén)，可向科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)放制造能力。“設(shè)計(jì)電路需要科研團(tuán)隊(duì)自己完成，企業(yè)負(fù)責(zé)制造流片。”馬漢彬說(shuō)。

顯然，依托我國(guó)豐富的顯示產(chǎn)業(yè)資源，薄膜電子有源陣列技術(shù)有望成為面向具身智能、感存算一體電子皮膚的最優(yōu)路徑之一。

推演新材料產(chǎn)業(yè)化前景

在醫(yī)療機(jī)器人材料領(lǐng)域，安徽醫(yī)科大學(xué)教授楊潤(rùn)懷直言，醫(yī)療領(lǐng)域?qū)π虏牧系膽B(tài)度與學(xué)界想象不同：“臨床轉(zhuǎn)化的核心除了創(chuàng)新以外，更在于好不好用，夠不夠便宜。”

醫(yī)療器械注冊(cè)證的獲取周期通常以年計(jì)，且要求材料通過(guò)藥監(jiān)局認(rèn)證。楊潤(rùn)懷從事醫(yī)療器械加工、醫(yī)用柔性傳感與機(jī)器人研究多年，據(jù)他分析，傳統(tǒng)材料的微納加工方式創(chuàng)新有可能在“十五五”期間率先實(shí)現(xiàn)臨床落地。

以鈦合金、PEEK（聚醚醚酮）等已獲臨床批準(zhǔn)的醫(yī)用材料為例，楊潤(rùn)懷說(shuō)，通過(guò)激光加工、數(shù)字光處理等微納技術(shù)賦予其特殊結(jié)構(gòu)或涂層，使之具備輕質(zhì)、緩釋或智能響應(yīng)特性，既可縮短注冊(cè)審批周期，又可加快臨床落地。

這對(duì)短期產(chǎn)業(yè)投資具有一定的指向性——在醫(yī)療機(jī)器人新材料賽道，相比研發(fā)“顛覆性新材料”， “微納加工+成熟材料”的集成創(chuàng)新短期內(nèi)可能風(fēng)險(xiǎn)更低，特別是在國(guó)家控費(fèi)、集采擴(kuò)圍的背景下，“夠不夠便宜”已成為技術(shù)能否落地的先決條件。

在類(lèi)腦計(jì)算領(lǐng)域，納米流體憶阻器能否成為類(lèi)人體軟體具身智能的終極形態(tài)？北京理工大學(xué)教授黃亞鑫介紹，2023年《科學(xué)》雜志上發(fā)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、基于液相體系的“軟基”特性與人腦高度接近，且功耗遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)架構(gòu)。“人腦思考時(shí)的能耗非常低，這是碳基智能的效率優(yōu)勢(shì)。”

黃亞鑫主要研究方向?yàn)槌旒す馕⒓{制造及微納智能器件，已在流體憶阻器、微納米機(jī)器人、離子器件等領(lǐng)域取得創(chuàng)新成果。

在他看來(lái)，憶阻器當(dāng)前只是“記憶單元”，如同CMOS晶體管之于計(jì)算機(jī)，真正的智能需要“感存算”集成與軟件架構(gòu)配合。

“中國(guó)在碳基材料、二維材料的完整產(chǎn)業(yè)鏈布局位居國(guó)際前列。”黃亞鑫表示，“十五五”期間，我國(guó)有望在納米流體憶阻器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。

探尋產(chǎn)學(xué)研協(xié)同新模式

與學(xué)界聚焦“技術(shù)先進(jìn)性”不同，產(chǎn)業(yè)界更關(guān)心“能不能用”。北京度量科技有限公司CTO王功潔從應(yīng)用端提出了傳感器的四維評(píng)價(jià)：靈敏度、時(shí)延、集成度、穩(wěn)定性。

王功潔表示，作為動(dòng)作捕捉系統(tǒng)廠商，度量科技期待通過(guò)“數(shù)據(jù)平臺(tái)”反向賦能——將各類(lèi)傳感器數(shù)據(jù)與本體數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)序同步，為行業(yè)用戶(hù)和工程師提供可分析的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。

這種“需求端倒推”的邏輯，正在重塑產(chǎn)學(xué)研協(xié)同模式。過(guò)去是“科研出成果、產(chǎn)業(yè)找轉(zhuǎn)化”，未來(lái)可能是“場(chǎng)景定義指標(biāo)、指標(biāo)牽引研發(fā)”。王功潔透露，度量科技已與多家機(jī)器人本體廠商、靈巧手廠商建立數(shù)據(jù)對(duì)接，“產(chǎn)業(yè)界很期待新技術(shù)，希望作為企業(yè)方能賦能學(xué)術(shù)界，共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化落地”。

“這場(chǎng)圓桌論壇，學(xué)界和企業(yè)界的專(zhuān)家齊聚一堂，從納米流體、憶阻器聊到電子皮膚的產(chǎn)業(yè)路徑，大家不僅談技術(shù)，更談落地、談成本、談產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，這種交流有力推動(dòng)了我們從實(shí)驗(yàn)室樣品向生產(chǎn)線產(chǎn)品思維轉(zhuǎn)變。”貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副院長(zhǎng)唐正強(qiáng)說(shuō)。

唐正強(qiáng)還表示，貴州擁有航空、航天、航發(fā)完整的“三航”體系，在“富礦精開(kāi)”省級(jí)發(fā)展戰(zhàn)略下，智能機(jī)器人正成為老工業(yè)基地轉(zhuǎn)型升級(jí)的新抓手，眾多企業(yè)對(duì)機(jī)器人有著大量特殊場(chǎng)景需求，“非常歡迎在座的專(zhuān)家、企業(yè)把技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用到貴州場(chǎng)景中”。

對(duì)機(jī)器人研發(fā)企業(yè)而言，這意味著“場(chǎng)景即訂單”。航空、航天、航發(fā)、礦山裝備等場(chǎng)景對(duì)機(jī)器人極端環(huán)境、高可靠性要求，可能催生差異化技術(shù)路線和供應(yīng)鏈機(jī)會(huì)。

材料強(qiáng)則裝備強(qiáng)，裝備強(qiáng)則產(chǎn)業(yè)強(qiáng)。中國(guó)智能機(jī)器人關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)不缺技術(shù)儲(chǔ)備，不缺制造底座，也不缺應(yīng)用場(chǎng)景。從顯示產(chǎn)線的復(fù)用、醫(yī)用材料的微納改造，到碳基智能的長(zhǎng)期布局，智能機(jī)器人關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)化的終極邏輯，從來(lái)不是單項(xiàng)技術(shù)的突破，而是系統(tǒng)級(jí)集成能力的提升。“十五五”大幕已經(jīng)開(kāi)啟，一條“場(chǎng)景牽引、產(chǎn)線復(fù)用、系統(tǒng)集成”的中國(guó)式產(chǎn)業(yè)化路徑正在逐漸清晰。

來(lái)源：經(jīng)濟(jì)參考報(bào)