十年磨一劍，“柔性MEMS”獨(dú)創(chuàng)技術(shù)賦能多維人機(jī)/物機(jī)交互應(yīng)用創(chuàng)新

十年前，他作為“唯二”的特區(qū)特聘“柔性技術(shù)專(zhuān)家”從海外回到深圳，開(kāi)啟了將先進(jìn)科研成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的低調(diào)創(chuàng)業(yè)之路。

十年后，其首創(chuàng)的“柔性MEMS”產(chǎn)品已出貨5000萬(wàn)套，以材料技術(shù)結(jié)合應(yīng)用創(chuàng)新，開(kāi)啟了壓感技術(shù)賦能多維融合人機(jī)/物機(jī)交互創(chuàng)新未來(lái)的廣闊前景！

這個(gè)“他”就是美國(guó)馬里蘭大學(xué)材料科學(xué)博士、紐迪瑞科技開(kāi)發(fā)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“紐迪瑞科技”或“NDT”）創(chuàng)始人兼CEO 李灝博士，在創(chuàng)辦NDT之前，曾擔(dān)任摩托羅拉實(shí)驗(yàn)室的主任工程師達(dá)十年之久。

在最近的一次媒體交流會(huì)上，李博士指出：“人機(jī)/物機(jī)交互的一個(gè)創(chuàng)新方向?qū)@讓機(jī)器更易懂、讓人更易操作展開(kāi)。我們認(rèn)為在高精度、多維度的融合交互中一定會(huì)用到壓力這樣一個(gè)維度。對(duì)此，NDT開(kāi)發(fā)出了‘柔性MEMS’技術(shù)，它能真正地把人機(jī)、物機(jī)的交互聯(lián)系起來(lái)傳感萬(wàn)物，同時(shí)帶來(lái)更精準(zhǔn)、簡(jiǎn)便的操作體驗(yàn)。”

圖1 NDT公司創(chuàng)始人兼CEO 李灝博士

 何謂“柔性MEMS”？一種顛覆式、原創(chuàng)性的壓感技術(shù)創(chuàng)新

“力的交互和電的交互或者聲的交互是不一樣，它有一個(gè)作用表面，想要把表面的信息準(zhǔn)確地傳達(dá)到傳感器，傳感器本身一定要是柔性的。”李灝博士道出了NDT壓力觸控方案的關(guān)鍵——柔性傳感器（MEMS），這是一種全新的獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，也正是NDT壓感技術(shù)的核心。

圖2 柔性MEMS的特性與優(yōu)勢(shì)

李灝博士解讀NDT柔性MEMS技術(shù)

據(jù)李灝博士介紹，NDT柔性MEMS是基于壓阻材料的微壓力應(yīng)變器技術(shù)，可同時(shí)檢測(cè)拉伸和壓縮應(yīng)變，在較大應(yīng)變范圍內(nèi)線性輸出，其最小工作壓力為30g（基于0.8mm厚的不銹鋼面板）、最小可檢測(cè)面板形變＜1μm。NDT壓感方案基于可印刷高精度應(yīng)變感應(yīng)材料，即貼即用、易于集成，并配備了定制化自有算法。相比傳統(tǒng)電容式方案，NDT柔性MEMS由于柔性的特質(zhì)，其對(duì)終端產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部空間要求較低，能夠有效降低組裝成本，具備出色的適應(yīng)性和廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。

作為全球首家將柔性MEMS概念成功商業(yè)化落地的公司，NDT擁有70多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外核心技術(shù)專(zhuān)利，涵蓋了材料、結(jié)構(gòu)、方案、量產(chǎn)等多個(gè)環(huán)節(jié)。此外，NDT還開(kāi)發(fā)了從材料、印刷電路到模組一體化的實(shí)現(xiàn)和量產(chǎn)工具，實(shí)現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈的高度垂直整合，使得NDT的生產(chǎn)線持續(xù)保持非常高的良率，能夠?yàn)榭蛻舯Ｕ戏€(wěn)定的供貨能力。

圖3 NDT基于柔性MEMS的壓感觸控技術(shù)在手機(jī)中的應(yīng)用

柔性MEMS商業(yè)化藍(lán)圖：瞄準(zhǔn)三大主線應(yīng)用市場(chǎng)

智能產(chǎn)品時(shí)代，大眾的科技需求及審美均大幅提升，而傳統(tǒng)按鍵年久易損，電容按鍵濕水無(wú)法操作、日常使用易誤觸等問(wèn)題已無(wú)法滿足用戶的產(chǎn)品體驗(yàn)追求，廠商紛紛化繁為簡(jiǎn)投入無(wú)框或窄框產(chǎn)品的研發(fā)，無(wú)按鍵、無(wú)孔化的一體式設(shè)計(jì)是市場(chǎng)趨勢(shì)，交互維度也正發(fā)生新的變化，傳統(tǒng)的交互方式正隨著智能手機(jī)和TWS耳機(jī)等市場(chǎng)的持續(xù)火爆而不斷被進(jìn)化取代，可以說(shuō)壓感觸控技術(shù)是千呼萬(wàn)喚始出來(lái)。

經(jīng)過(guò)十年艱苦創(chuàng)業(yè)，NDT在壓感觸控應(yīng)用市場(chǎng)取得了驕人的成果和市占率，按照李博士對(duì)媒體的說(shuō)法，“占據(jù)壓感觸控技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)主要就是兩家公司，一家是蘋(píng)果，另一家就是NDT?！狈勒`觸、集成簡(jiǎn)單、滿足輕薄的設(shè)計(jì)、壓力分級(jí)是關(guān)鍵，這正是NDT重要的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2015年7月，中興發(fā)布了首款安卓壓力屏手機(jī)Axon Mini。這款手機(jī)采用壓力觸控技術(shù)，配合相應(yīng)軟件與服務(wù)實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)手勢(shì)交互更為廣泛的應(yīng)用擴(kuò)展，提升屏幕利用效率的同時(shí)也讓人機(jī)互動(dòng)更加真實(shí)、自然，可謂移動(dòng)終端人機(jī)交互的一次躍進(jìn)。促成安卓陣營(yíng)首款壓力屏手機(jī)誕生的背后，NDT扮演了重要的角色。

“手機(jī)在加入觸摸屏后使得人對(duì)機(jī)器的輸入變得非常簡(jiǎn)單。”李灝博士認(rèn)為，“而想要讓機(jī)器充分理解人的意圖，還需要考慮壓力這個(gè)交互維度。”NDT獨(dú)家柔性MEMS技術(shù)，賦能了包括手機(jī)在內(nèi)的眾多電子設(shè)備一個(gè)全新的感知維度——壓感觸控，這能在避免電容按鍵弊端的同時(shí)帶來(lái)更精準(zhǔn)的操作體驗(yàn)。

由于壓力的傳導(dǎo)僅需一個(gè)作用面，因此無(wú)論是手機(jī)屏幕還是邊框都成為了NDT壓感觸控方案施展的舞臺(tái)。得益于集成NDT壓感觸控方案，谷歌Pixel 2實(shí)現(xiàn)了“Active Edge”邊緣觸控功能，可在來(lái)電時(shí)握持靜音、或在主頁(yè)握持呼出谷歌語(yǔ)音助手等，讓手機(jī)邊框也成為智能交互區(qū)域；vivo NEX 3系列則依托NDT壓感方案解決了瀑布屏手機(jī)取消實(shí)體按鍵后調(diào)節(jié)音量的難題。

如今，NDT Mobile壓感觸控方案在智能手機(jī)市場(chǎng)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。自2015年以來(lái)，包括中興、小米、vivo、Google在內(nèi)的眾多廠商先后發(fā)布了30多款搭載NDT壓感觸控技術(shù)的智能手機(jī)，其中更有小米MIX Alpha這樣的頂級(jí)旗艦，開(kāi)創(chuàng)性地對(duì)“無(wú)按鍵、一體化”的次世代智能手機(jī)形態(tài)進(jìn)行探索與創(chuàng)新。

李博士指出：“經(jīng)過(guò)十年的摸索和努力，NDT將傳感器做得像創(chuàng)可貼一樣，真正地開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)發(fā)展領(lǐng)域，我們相信在這個(gè)領(lǐng)域里面還會(huì)長(zhǎng)出非常多的果實(shí)?！蹦壳埃瑖@柔性MEMS 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，NDT鎖定了三大應(yīng)用市場(chǎng)主線：除了前文提到的Mobile（智能手機(jī)）之外，NDT也在不斷拓展可穿戴（Wearable）和可測(cè)量（Measurable）市場(chǎng)。

比如在可穿戴市場(chǎng)，不久前華為推出的旗艦級(jí)TWS耳機(jī)FreeBuds Pro正是NDT打造的典型客戶案例。這款TWS耳機(jī)采用NDT“貼合式電容+壓感”方案，將二合一模組貼合于耳機(jī)手柄內(nèi)壁即可工作，解決了切歌、調(diào)節(jié)音量、模式切換、接聽(tīng)電話等TWS耳機(jī)的交互痛點(diǎn)，交互功能比AirPods Pro更加完善，實(shí)現(xiàn)了TWS交互語(yǔ)言的自洽。此外，全球第三款支持耳機(jī)柄壓感操控的TWS耳機(jī)——紫米PurPods Pro，其背后亦集成了NDT壓感觸控方案。

圖4 AIoT時(shí)代，壓感觸控交互無(wú)處不在

第三大領(lǐng)域則是Measurable（力測(cè)量）這一塊。以往力測(cè)量主要針對(duì)工業(yè)應(yīng)用或者是醫(yī)用，NDT目前提供了一個(gè)低成本的、裝配簡(jiǎn)單的、可以用在各個(gè)場(chǎng)景的力測(cè)量系統(tǒng)方案。比如，Windows筆記本的觸控板體驗(yàn)遠(yuǎn)不及MacBook，這是由于前者的交互語(yǔ)言不足，而MacBook觸控板在交互上增加了壓感的維度，讓交互更加全面且自然。“加上壓感后，觸控板實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)秤，四個(gè)點(diǎn)支撐著這個(gè)秤。每一次指尖的交互都能準(zhǔn)確測(cè)量，操作簡(jiǎn)單而又豐富，從而帶來(lái)用戶體驗(yàn)的提升。秤在我們生活中應(yīng)用場(chǎng)景非常多，比如一個(gè)壓力筆就是倒過(guò)來(lái)的秤，牙刷是橫過(guò)來(lái)的秤，現(xiàn)在好一點(diǎn)的牙刷都是有‘秤’的功能，可測(cè)量刷牙的力度，這樣不會(huì)把牙齦刷壞。無(wú)人零售貨柜和掃地機(jī)器人等都可以利用‘稱(chēng)重’原理來(lái)彌補(bǔ)視覺(jué)影像的不足，提升智能化，確保人機(jī)/物機(jī)的交互體驗(yàn)。“李博士舉例道。

“埋頭苦干，亦抬頭看路。”在最有挑戰(zhàn)性的消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)耕耘，立足柔性MEMS穩(wěn)扎穩(wěn)打三大應(yīng)用領(lǐng)域之余，NDT亦在不斷修煉內(nèi)功。

“現(xiàn)有的產(chǎn)品方案持續(xù)地迭代升級(jí)，未來(lái)我們要做到更低成本和更高性能?！睋?jù)李灝博士透露，以高性能、低成本和功能電路整合為核心的全新ISSG平臺(tái)已在路上，而實(shí)現(xiàn)“多功能傳感器融合”將會(huì)是NDT下一階段的目標(biāo)。

圖5 NDT以“木匠精神”驅(qū)動(dòng)交互市場(chǎng)創(chuàng)新

不做束之高閣的科研，以“木匠精神”打造普惠大眾的產(chǎn)品

時(shí)光倒流至千禧年，剛?cè)肼毮ν辛_拉的李灝博士開(kāi)始從事包括柔性交互觸控在內(nèi)的一些前沿科技研究，并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在2009年斬獲華爾街日?qǐng)?bào)的“科技創(chuàng)新獎(jiǎng)”。“15年前就在做柔性顯示研發(fā)，當(dāng)時(shí)還帶了一個(gè)團(tuán)隊(duì)做交互觸控的東西，但最后這些東西都沒(méi)有落地，就覺(jué)得做這些還不如做木匠出活實(shí)在?！彼猿暗馈＝Y(jié)束摩托羅拉十年的工作歷程后，2011年李灝博士回國(guó)創(chuàng)立NDT公司，決心將多年的科研積累轉(zhuǎn)化為一個(gè)真正能被千家萬(wàn)戶使用的產(chǎn)品。

講起壓感交互技術(shù)，李灝博士滔滔不絕，在與媒體的對(duì)話中總不自覺(jué)拿起身邊的產(chǎn)品給大家展示，試圖將技術(shù)細(xì)節(jié)講得盡可能透徹、清晰。這種敬業(yè)、精益、專(zhuān)注、講究實(shí)際產(chǎn)出的“木匠”精神還體現(xiàn)在其日常工作生活的各個(gè)方面。據(jù)悉，有一次NDT的柔性MEMS方案在導(dǎo)入客戶產(chǎn)品時(shí)遇到難題，李灝博士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)連續(xù)數(shù)月奮戰(zhàn)在一線，最終攻克技術(shù)難關(guān)，幫助客戶順利量產(chǎn)。

“十年磨一劍”，從材料科技的創(chuàng)新開(kāi)始鉆研，到最后開(kāi)花結(jié)果實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，沒(méi)有執(zhí)著、極致的“木匠精神”難以實(shí)現(xiàn)這樣的壯舉?！癗DT從人機(jī)交互開(kāi)始探索，我們希望驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)創(chuàng)新，為終端用戶帶來(lái)更加便捷、簡(jiǎn)單、直觀、自然的交互體驗(yàn)。”展望未來(lái)，李灝博士希望未來(lái)無(wú)論是人機(jī)交互、物機(jī)交互，還是萬(wàn)物互聯(lián)，用戶使用的設(shè)備里都有NDT的身影，提供靈活、多維度的交互，“這就是我們最大的愿景！”