十年磨一剑，“柔性MEMS”独创技术赋能多维人机/物机交互应用创新

由 winniewei 提交于周三, 4 十一月 2020 - 09:25

十年前，他作为“唯二”的特区特聘“柔性技术专家”从海外回到深圳，开启了将先进科研成果进行产业转化的低调创业之路。

十年后，其首创的“柔性MEMS”产品已出货5000万套，以材料技术结合应用创新，开启了压感技术赋能多维融合人机/物机交互创新未来的广阔前景！

这个“他”就是美国马里兰大学材料科学博士、纽迪瑞科技开发有限公司（简称“纽迪瑞科技”或“NDT”）创始人兼CEO 李灏博士，在创办NDT之前，曾担任摩托罗拉实验室的主任工程师达十年之久。

图1：NDT公司创始人兼CEO 李灏博士

在最近的一次媒体交流会上，李博士指出：“人机/物机交互的一个创新方向将围绕让机器更易懂、让人更易操作展开。我们认为在高精度、多维度的融合交互中一定会用到压力这样一个维度。对此，NDT开发出了‘柔性MEMS’技术，它能真正地把人机、物机的交互联系起来传感万物，同时带来更精准、简便的操作体验。”

何谓“柔性MEMS”？一种颠覆式、原创性的压感技术创新

“力的交互和电的交互或者声的交互是不一样，它有一个作用表面，想要把表面的信息准确地传达到传感器，传感器本身一定要是柔性的。”李灏博士道出了NDT压力触控方案的关键——柔性传感器（MEMS），这是一种全新的独创技术，也正是NDT压感技术的核心。

图2：柔性MEMS的特性与优势

李灏博士解读NDT柔性MEMS技术

据李灏博士介绍，NDT柔性MEMS是基于压阻材料的微压力应变器技术，可同时检测拉伸和压缩应变，在较大应变范围内线性输出，其最小工作压力为30g（基于0.8mm厚的不锈钢面板）、最小可检测面板形变＜1μm。NDT压感方案基于可印刷高精度应变感应材料，即贴即用、易于集成，并配备了定制化自有算法。相比传统电容式方案，NDT柔性MEMS由于柔性的特质，其对终端产品的结构和内部空间要求较低，能够有效降低组装成本，具备出色的适应性和广泛的应用市场。

作为全球首家将柔性MEMS概念成功商业化落地的公司，NDT拥有70多项国内外核心技术专利，涵盖了材料、结构、方案、量产等多个环节。此外，NDT还开发了从材料、印刷电路到模组一体化的实现和量产工具，实现了全产业链的高度垂直整合，使得NDT的生产线持续保持非常高的良率，能够为客户保障稳定的供货能力。

柔性MEMS商业化蓝图：瞄准三大主线应用市场

智能产品时代，大众的科技需求及审美均大幅提升，而传统按键年久易损，电容按键湿水无法操作、日常使用易误触等问题已无法满足用户的产品体验追求，厂商纷纷化繁为简投入无框或窄框产品的研发，无按键、无孔化的一体式设计是市场趋势，交互维度也正发生新的变化，传统的交互方式正随着智能手机和TWS耳机等市场的持续火爆而不断被进化取代，可以说压感触控技术是千呼万唤始出来。

经过十年艰苦创业，NDT在压感触控应用市场取得了骄人的成果和市占率，按照李博士对媒体的说法，“占据压感触控技术应用市场主要就是两家公司，一家是苹果，另一家就是NDT。”防误触、集成简单、满足轻薄的设计、压力分级是关键，这正是NDT重要的竞争优势。

2015年7月，中兴发布了首款安卓压力屏手机Axon Mini。这款手机采用压力触控技术，配合相应软件与服务实现了比传统手势交互更为广泛的应用扩展，提升屏幕利用效率的同时也让人机互动更加真实、自然，可谓移动终端人机交互的一次跃进。促成安卓阵营首款压力屏手机诞生的背后，NDT扮演了重要的角色。

图3：NDT基于柔性MEMS的压感触控技术在手机中的应用

“手机在加入触摸屏后使得人对机器的输入变得非常简单。”李灏博士认为，“而想要让机器充分理解人的意图，还需要考虑压力这个交互维度。”NDT独家柔性MEMS技术，赋能了包括手机在内的众多电子设备一个全新的感知维度——压感触控，这能在避免电容按键弊端的同时带来更精准的操作体验。

由于压力的传导仅需一个作用面，因此无论是手机屏幕还是边框都成为了NDT压感触控方案施展的舞台。得益于集成NDT压感触控方案，谷歌Pixel 2实现了“Active Edge”边缘触控功能，可在来电时握持静音、或在主页握持呼出谷歌语音助手等，让手机边框也成为智能交互区域；vivo NEX3系列则依托NDT压感方案解决了瀑布屏手机取消实体按键后调节音量的难题。

如今，NDT Mobile压感触控方案在智能手机市场得到了越来越多的应用。自2015年以来，包括中兴、小米、vivo、Google在内的众多厂商先后发布了30多款搭载NDT压感触控技术的智能手机，其中更有小米MIX Alpha这样的顶级旗舰，开创性地对“无按键、一体化”的次世代智能手机形态进行探索与创新。

李博士指出：“经过十年的摸索和努力，NDT将传感器做得像创可贴一样，真正地开创了一个发展领域，我们相信在这个领域里面还会长出非常多的果实。”目前，围绕柔性MEMS 的技术优势，NDT锁定了三大应用市场主线：除了前文提到的Mobile（智能手机）之外，NDT也在不断拓展可穿戴（Wearable）和可测量（Measurable）市场。

图4：AIoT时代，压感触控交互无处不在

比如在可穿戴市场，不久前华为推出的旗舰级TWS耳机FreeBuds Pro正是NDT打造的典型客户案例。这款TWS耳机采用NDT“贴合式电容+压感”方案，将二合一模组贴合于耳机手柄内壁即可工作，解决了切歌、调节音量、模式切换、接听电话等TWS耳机的交互痛点，交互功能比AirPods Pro更加完善，实现了TWS交互语言的自洽。此外，全球第三款支持耳机柄压感操控的TWS耳机——紫米PurPods Pro，其背后亦集成了NDT压感触控方案。

第三大领域则是Measurable（力测量）这一块。以往力测量主要针对工业应用或者是医用，NDT目前提供了一个低成本的、装配简单的、可以用在各个场景的力测量系统方案。比如，Windows笔记本的触控板体验远不及MacBook，这是由于前者的交互语言不足，而MacBook触控板在交互上增加了压感的维度，让交互更加全面且自然。“加上压感后，触控板实际上相当于一个秤，四个点支撑着这个秤。每一次指尖的交互都能准确测量，操作简单而又丰富，从而带来用户体验的提升。秤在我们生活中应用场景非常多，比如一个压力笔就是倒过来的秤，牙刷是横过来的秤，现在好一点的牙刷都是有‘秤’的功能，可测量刷牙的力度，这样不会把牙龈刷坏。无人零售货柜和扫地机器人等都可以利用‘称重’原理来弥补视觉影像的不足，提升智能化，确保人机/物机的交互体验。“李博士举例道。

“埋头苦干，亦抬头看路。”在最有挑战性的消费类市场耕耘，立足柔性MEMS稳扎稳打三大应用领域之余，NDT亦在不断修炼内功。

“现有的产品方案持续地迭代升级，未来我们要做到更低成本和更高性能。”据李灏博士透露，以高性能、低成本和功能电路整合为核心的全新ISSG平台已在路上，而实现“多功能传感器融合”将会是NDT下一阶段的目标。

不做束之高阁的科研，以“木匠精神”打造普惠大众的产品

时光倒流至千禧年，刚入职摩托罗拉的李灏博士开始从事包括柔性交互触控在内的一些前沿科技研究，并带领团队在2009年斩获华尔街日报的“科技创新奖”。“15年前就在做柔性显示研发，当时还带了一个团队做交互触控的东西，但最后这些东西都没有落地，就觉得做这些还不如做木匠出活实在。”他自嘲道。结束摩托罗拉十年的工作历程后，2011年李灏博士回国创立NDT公司，决心将多年的科研积累转化为一个真正能被千家万户使用的产品。

图5：NDT以“木匠精神”驱动交互市场创新

讲起压感交互技术，李灏博士滔滔不绝，在与媒体的对话中总不自觉拿起身边的产品给大家展示，试图将技术细节讲得尽可能透彻、清晰。这种敬业、精益、专注、讲究实际产出的“木匠”精神还体现在其日常工作生活的各个方面。据悉，有一次NDT的柔性MEMS方案在导入客户产品时遇到难题，李灏博士带领团队连续数月奋战在一线，最终攻克技术难关，帮助客户顺利量产。

“十年磨一剑”，从材料科技的创新开始钻研，到最后开花结果实现商业化，没有执着、极致的“木匠精神”难以实现这样的壮举。“NDT从人机交互开始探索，我们希望驱动市场创新，为终端用户带来更加便捷、简单、直观、自然的交互体验。”展望未来，李灏博士希望未来无论是人机交互、物机交互，还是万物互联，用户使用的设备里都有NDT的身影，提供灵活、多维度的交互，“这就是我们最大的愿景！”