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　　華力創科學

　　國家“十四五規劃”指出了應瞄準傳感器等戰略性前瞻性領域， 發揮我國制度， 體制及市場上的優勢， 強化關鍵產品自給保障能力。 《規劃》中強調了研發六維力傳感器和關節力矩傳感器等力覺傳感器，以滿足機器人智能化發展需求的重要性。作為世界接觸力傳感技術的引領者，華力創科學(深圳)有限公司成功研發了國際上首個基于光學原理的力傳感技術，推出了 Photon 系列多維力 / 力矩 傳感器，為不同應用場景開發了基于 Photon 傳感器的力控系統，為智能醫療機器人賦予了高性能高性價比的力覺感知能力，為目前 臨床治療上無法的解決的難題提供全新的解決方案，造福患者與醫生。

　　厚積——力傳感技術的積累

　　華力創科學的技術基因來自于英國倫敦國王學院。公司首席技術官 Junghwan Back 博士與產品經理魚晨博士曾于國王學院機器人觸覺實驗室進行力傳感技術的研發。該實驗室是由現任中科院自動化所研究員，中科院香港創新研究院人工智能與機器人創新中心執行副主任，倫敦國王學院博導劉宏斌教授所創立的，致力于研發具有觸覺感知能力的柔性微創醫療器械 及機器人系統的國際頂尖實驗室。自 2012 年成立至今，該實驗室依托在世界享有盛譽的倫敦國王學院生物醫學工程學院，在觸覺感知和智能醫療機器人領域始終保持國際領先。實驗室多次獲得蓋伊和圣托馬斯醫院 NHS 基金會，英國 EPSRC，InnvotateUK 及工業界的資助。團隊發表國際機器人頂尖期刊 與會議超過 110 余篇，與諸多國際頂尖醫院，研究機構與科 技公司如 IBM、華為、愛立信等保持長期深入合作。

　　英國女王伊麗莎白二世訪問倫敦國王學院機器人觸覺實驗室，講述者為劉宏斌教授。

　　力感知能力缺失是當前制約手術機器人效率及安全性的關 鍵性難題，傳統力傳感器技術無法滿足醫療手術器械微型化， 及手術中體內特殊工作環境等需求，無法在智能醫療機器人， 特別是微創手術機器人中得到應用。在劉宏斌教授的帶領下， JunghwanBack 博士，魚晨博士等研究團隊成員針對醫療機 器人力感知需求，探索了一系列傳感基理，開展了開創性科學 研究，突破了手術機器人的觸覺感知技術。使得微創手術機器 人在與人體組織交互過程中， 在保證安全性與穩定性的前提下， 同時具備執行復雜操作的能力，實現了微創手術安全，快速，準確的目標。

　　薄發——首創基于光學的力傳感技術

　　華力創科學的技術優勢，源自于國際首個研發成功的基于 光學原理的力傳感技術。該技術首次實現了應用非激光光源對 微米級別材料形變的測量，實現了力與力矩的精確測量。該傳 感原理融入了針對性開發的特殊傳感結構，在保證各項物理參 數的同時降低了整體結構限制;使用了特制光學芯片，確保了 傳感單元的穩定性并降低了系統誤差。因而，使用該原理的傳 感器，可以具備精度高，成本低，可靠性高等特征。同時傳感器的結構在理論上也可以極小，極薄。基于該原理的力/力矩 傳感器將打破現有技術在精度及結構大小上的極限。

　　國際首創：基于光學原理的力傳感技術

　　基于此， 華力創科學推出了 Photon 系列高精度力傳感器， 產品囊括了 Photon 六維力 / 力矩傳感器，PhotonONE 單軸 拉壓力傳感器，PhotonT 扭矩傳感器，Photon_Bike 動態扭 矩傳感器等多個產品子類。每個類型的傳感器均針對特定醫療 及機器人場景進行了優化，具有特異性優勢。Photon_mini 型六維力傳感器結構小巧，可適配腔鏡手術機器人以滿足多種 手術場景;PhotonT 型扭矩傳感器可集成入醫用協作機器人 關節，以提升機器人本體安全性及柔性;Photon_66 型六維 力傳感器重量輕，可應用于機器人超聲篩查等遠程醫療場景， 以降低機器人運動補償難度。

　　行穩——久經驗證的 Photon 傳感器

　　由于原理上的領先，Photon 系列多維力傳感器擁有眾多技術優勢。在此基礎上， 華力創科學對傳感器進行了長期測試， 在實際醫學場景下進行了多項技術指標的驗證，根據測試及驗 證結果對技術細節進行了反復打磨，實現了從技術優勢到產品 優勢的轉化。

　　Photon 多維力傳感器家族部分成員：

　　(從左到右)Photon40，Photon66，PhotonS80，Photon_mini.

　　針對傳感器行業普遍存在的交期長，一致性差的問題，研 發團隊開發了傳感器自動組裝， 自動標定及自動測試系統，從 根本上杜絕了生產制造流程中人工誤差所帶來的不確定性;針 對手術場景空間狹窄的情況，研發團隊解決了困擾已久的接線 問題，降低了傳感器對線徑及線阻的要求，用戶可根據需求自 行更改線長，無需返廠調試;針對醫療場景中復雜的電磁及溫 度環境，研發團隊使用特殊的屏蔽及補償機制，解決了溫漂， 零漂， 串擾等問題， 進一步提升了穩定性。正如同 Photon(光 子) 一名， Photon 系列傳感器正以其精確， 穩定， 高速等優點， 點亮各行各業。

　　致遠——從 Photon 傳感器出發

　　華力創科學所能提供的，不僅僅局限于傳感器本身，也在 于針對應用所開發的機器人力控算法，更在于對目標醫療場景 提供的整體力控解決方案。在 Photon 傳感器的核心技術以外， 華力創科學致力于創造基于 Photon 傳感器的視 - 觸覺融合智 能機器人平臺。現階段已開發驗證了了針對高階及柔性曲面的 力控探索算法， 開發了 2D 及 3D 視覺下機器人反饋控制算法， 正在開發適配于醫療機器人的“視 - 觸覺融合”智能控制器。 在可見的未來，該平臺性技術將會更好地滿足醫療，工業及消 費電子行業需求，為機器人領域打開新的篇章。