华人博士在英国做出颠覆性人机交互“皮肤”,已用于汽车、医疗

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图源丨触零科技

2025年5月,英国唐宁街10号,首相府邸。

作为TG0(触零科技)的联合创始人兼CTO,郭留成博士站在“Future Fifty”的舞台。这是英国科技界的最高荣誉之一,旨在选拔全英最具潜力的25到50家高成长企业。TG0是2025年榜单中,唯一一家由纯华人团队创办的硬科技公司。2025年10月,TG0还曾获得“英国最佳科技奖·深科技创新类”大奖。

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郭留成在唐宁街10号首相府

TG0致力于打造下一代“AI+材料”人机交互产品,将AI与柔性材料结合,一块普通的导电柔性材料,嵌入AI算法的低功耗芯片,覆在汽车内饰、医疗器械、运动器材等表面,不依赖触摸屏,不依赖按钮,也不依赖传统的传感器阵列,就可以实现与人的交互。

从最初被嘲笑的“异想天开”,到如今打入汽车、医疗等行业的供应链,郭留成与合伙人孔明经过长达十年的艰难探索,正在重新定义人机交互(HMI)的边界。

01创业哲学:以零为始,大道至简

郭留成的履历,是一条典型的精英学霸路线:博士毕业于英国帝国理工学院,硕士毕业于北京大学,后来赴斯坦福大学商学院进修。博士毕业后,郭留成选择在英国创业。

2015年的伦敦, AlphaGo还没战胜李世石,Transformer架构还要等两年才问世,但敏锐的嗅觉让郭留成意识到,AI将是下一场风暴的核心。

“当时大家做AI,都是不惜代价的。算力不够就加显卡,精度不够就加数据,没人关心功耗,也没人关心成本。”郭留成说,他把目光投向了端侧设备,他认为,如果用AI赋能小型硬件设备,在日常生活中会有很大的应用空间。

2015年,郭留成的合伙人、校友孔明曾想设计一款能调节水温的智能水杯。按照传统思路,这意味着要在杯壁上开孔、塞进温度传感器、加上调节按钮,再配上一块显示屏。孔明觉得这太丑了,郭留成觉得这太笨了。

人类为什么要为了适应机器,去学习按按钮、拧旋钮?为什么机器不能直接感知人类的触摸?能不能不用按钮,不用屏幕,直接让手指在杯身上滑动来调节温度?

要实现这个功能,是对人机交互逻辑的完全颠覆。两人在这个观点上一拍即合,他们决定试一试。

拥有帝国理工和皇家艺术学院双硕士学位的孔明,作为设计师追求极简美学;郭留成是帝国理工的AI博士,追求极致效率。公司名确定为“TG0”:T代表Tangible可触摸的;G代表Generation新时代;0代表“Zero”,寓意“触感新时代:以零为始,大道至简”。

在伦敦的一间狭小办公室里,两个中国人开始了创业历程。

在伦敦的硬科技圈,华人面孔并不多见,能做到底层核心技术创新的更是凤毛麟角。郭留成说,很多帝国理工的同学毕业后去了金融行业,年薪非常高。“但我总觉得,如果我不做这件事,可能这辈子都会后悔。”

最开始创业的那几年,足球成了郭留成唯一的解压方式。他是英足总(FA)注册的业余球员,每周都要踢几场球。那时他还是托特纳姆热刺队的球迷,准确地说是孙兴慜的球迷。

“韩国人可以在英超踢成巨星,中国人为什么不能在英国做出一流的AI底层技术?”这种不服输的劲头,支撑着郭留成熬过了最初那段无人问津的研发岁月。

02颠覆人机交互的基本逻辑

TG0的核心技术方案,本质上就是“材料+芯片”。但为了实现这个简单的公式,郭留成和孔明带着团队在实验室里整整干了五年。

“外界看我们可能觉得很慢。前五年我们几乎没有卖出什么产品,全在申请专利。”郭留成说。截至目前,TG0已经拥有9组核心专利,覆盖了中国、英国、欧盟和美国等主流市场。

传统的电容屏或触摸板,底下铺满了密密麻麻的传感器网格(Matrix)。手指按在哪里,哪里的网格就通电。这种方案有两个致命弱点:一是贵,面积越大越贵;二是形状受限,基本只能做成平的。

TG0走了一条完全不同的路。

“触觉是怎么产生的?皮肤是一个感受体介质,当它被触碰,物理刺激信号就变为生物电信号,传递给大脑,大脑通过信号的特征来判断触碰的位置和力度。”郭留成说,TG0的技术,正是模仿了这一生物机制。

“我们不需要在材料下面铺设几十个传感器。我们只需要在材料布置极少量电极,剩下的工作全交给算法。”郭留成解释。

可以说,TG0颠覆了传统意义上触摸屏的基本逻辑。

有导电特性的普通聚合物材料(如塑料、橡胶、皮革等)就是“皮肤”,嵌入AI算法的芯片,就是“大脑”。 TG0的皮肤材料,不像电子设备那样,布满规则排序的电线或传感器阵列。当手指触碰材料表面时,电流信号会发生微弱的变化。传导到芯片,芯片通过轻量级AI算法,进行实时解析,计算出触摸的位置(三维坐标)、压力大小甚至手势动作,然后做出反应。

这就是郭留成口中的“被动感知”,或者更准确地说,是“隐性交互”。通过这种方式,物拥有了像人一样的感知能力。所有的接触即有传感,万物皆可交互。在郭留成看来,这并不仅仅是工程问题、科学问题,还隐藏着哲学层面的选择。他透露,这种对“感知”“主体”与“交互关系”的思考,源自他早年在北京大学求学期间,所读的《自然科学的哲学原理》课程的影响。

以一把智能吉他为例。传统的电子乐器需要30多个按钮和传感器来实现音高、音色的控制,结构复杂,维修困难。而TG0与客户合作开发的无弦吉他,整个琴颈就是一块完整的导电材料,用户的手指在上面滑动、按压,芯片就能识别出是在“拨弦”还是“按品”,甚至能通过手指的力度变化来模拟真实的颤音。

在机器人领域,则更极致。为了让机器人的手指拥有触觉,传统方案是在指尖安装昂贵的力矩传感器。如果要感知三维力(比如摩擦力、切向力),更是需要在一平方厘米内塞进4到6个传感器。

“我们只用一层材料。”郭留成伸出一根手指比划着,“厚度不到1毫米,像皮肤一样包在机器人手指上。它不仅能感知正向的压力,还能感知360度的剪切力。”

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触零科技智能传感材料

“如果一个产品界面原本需要60个组件,我们不是减到59个,而是降维打击,减到只剩1个:一层材料,一根导线,一个芯片。”他在TechRadar上发表的文章中这样写道。在郭留成看来,让机器结构更简单、成本更低、更环保,这才是AI在硬件领域该有的样子。

在环保法规日益严苛的欧洲,这也成为TG0撬动大客户的关键杠杆。

03成为国际头部企业供应商

2020年,在蛰伏了五年之后,TG0终于迎来了商业化的转折点。

汽车行业成为TG0最早攻下的堡垒之一。近些年,汽车智能座舱屏幕越来越多,实体按键越来越少。但这也带来了一个问题:触控屏没有物理反馈,盲操作极不安全。车企为了解决这个问题,往往会加装震动马达和压力传感器,但这又增加了成本和重量。

TG0的解决方案让车企眼前一亮。触控功能可以“种”在汽车内饰,比如车门把手、中控台的木纹饰板、甚至是真皮座椅。直接通过接触调节,无需触控屏。

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车内智能部件

“人坐在车里,无时无刻不在与车发生接触。”郭留成说,“既然身体已经接触了座椅,为什么还要去按按钮调节座椅呢?座椅本身就应该感知你的坐姿,自动调节支撑。”

目前,TG0已经与Novares和Futaba等全球顶级的一级供应商(Tier 1)建立了深度合作。将应用到欧洲头部车企的下一代车型中。

在医疗领域,TG0的产品也有了落地场景。

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医疗智能装备

TG0与一家美国医疗公司合作,开发了一款带有感知功能的假肢衬垫。传统的假肢,因为和残肢贴合问题,常有摩擦导致溃疡的情况,残障人士需要慢慢磨合。背后的原因,是假肢与残肢接触面压力分布不均。TG0将柔性传感材料做进了衬垫里,可以实时监测压力数据,医生根据这些数据进行调整,让残障人士快速适应假肢。

“我们让假体‘活’了过来。”郭留成说,“这不仅是数据采集,这是在重建人与物理世界的信任。”

郭留成透露,过去五年,TG0的营收,每年都保持在50%以上的增长,目前已达到千万级人民币,未来一到两年有望突破亿元大关。

“我们的护城河在于‘端侧AI’的能力。”郭留成自信地表示。很多竞争对手还在用传统的传感器堆叠逻辑,或者依赖高算力的云端处理,而TG0在十年前专注投入的“轻量级嵌入式AI”,如今成为了最大的杀手锏。

“我们不需要联网,不需要昂贵的GPU,在本地就能完成复杂的信号解算。这在汽车和医疗这种对实时性和隐私性要求极高的场景里,是绝对的优势。”郭留成说。

04让万物皆可交互

站在2025年末的节点上,郭留成正在思考更远的事情。

“具身智能(Embodied AI)”是当下的热词。所有人都希望机器人能像人一样思考,但在郭留成看来,让机器人像人一样“感觉”同样重要。

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“现在的机器人,很多是‘金属疙瘩’。它们有视觉,能看见障碍物;有听觉,能听懂指令。但它们没有触觉,不知道拥抱一个人的力度,不知道抚摸一只猫的轻重。”郭留成认为,TG0的角色,就是做机器人时代的“皮肤供应商”。他希望TG0的技术能成为一种基础设施,像电力和网络一样,嵌入到未来世界的每一个设备。

为了实现这个愿景,郭留成正在加速在中国的布局。上海成为TG0在中国的重要落脚点。

“上海有很好的机器人产业基础,我们也已经有了合作伙伴。”郭留成透露,未来会将更多的研发重心向国内倾斜,甚至考虑建立专门的研发中心。

“科技最终要回归可触摸的人性。”郭留成说,“但如果我们从造物者的角度看,为什么物体不能拥有和人对等的感知能力呢?”

在郭留成构想的未来,交互将不再是显性的、单向的。用户不需要去寻找开关,因为地板知道人的脚步,椅子知道人的疲惫,杯子知道人的渴求。物体与人之间,将通过无处不在的接触,建立起一种无声的默契。

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