国产人形机器人的“手”超越特斯拉 能打麻将、做家务
2024-08-28 18:55:42新闻中心

  我叫远征A2,是一款面向交互服务场景的机器人,全身具备超过40个主动自由度的关节和仿人的灵巧双手。”远征A2人形机器人一边介绍着自己,一边转动手腕、活动手指,展示着灵巧双手,动作丝滑柔和,好像真的拥有“人类”双手。

  在8月18日智元机器人年度新品发布会上,智元机器人一口气发布了“远征”与“灵犀”两大系列、五款商用人形机器人。其中,最需要我们来关注的是智元机器人在灵巧手方面的突破,达到19个自由度,并加入MEMS触觉(利用微机电系统实现触觉感知与反馈)和视触觉的多传感融合,让灵巧手实现更广泛的物体交互。

  “手”是人类感知世界的重要工具,一双灵巧手同样也是人形机器人重要的末端执行器,当它真正学会通过触觉来认知世界时,或许就是硅基生命“诞生”的开始。

  能穿针引线世界人工智能大会上,“青龙”人形机器人用双手缓慢且轻柔地抓起桌面上混合摆放的面包和水果,分类放进左右两个篮筐内,即便是柔软的面包,也不会因为抓力而变形;机器人初创企业Figure和Open AI合作打造的Figure01,凭借一条清理桌面的视频火爆全网,双手可以识别并抓取光滑的玻璃杯、扁形的盘子、圆形的苹果……

  当人们都在惊叹于多模态大模型赋予人形机器人一颗智能“大脑”时,往往会忽略这些动作的执行末端——机器人的灵巧手。

  手,对人类的重要程度不言而喻。从生理结构来看,一个成年人一只手大约有27个关节数量,这中间还包括腕关节、腕掌关节、指关节等。若转化为自由度(一个结构可以独立运动的方向)概念,根据《山西大学学报》上一篇名为《手部姿态估计方法综述》的论文,一只人手的自由度共26个,其中本体20个,手腕6个。这在某种程度上预示着,人形机器人的灵巧手想要灵活性更好,自由度就要趋近,甚至超过人手结构。

  在智元机器人新品发布会上,拥有“华为天才少年”和“野生钢铁侠”之称的智元联合发起人“稚晖君”(彭志辉)介绍,在动力域方面,智元自研PowerFlow关节模组已经实现量产化迭代升级,灵巧手的自由度升级为19个,其中通过驱动器主动控制的主动自由度相比上一代翻倍,为12个。单手最大负载达到5KG以上,能轻松实现重物拿取。在感知能力方面,智元机器人引入MEMS触觉(利用微机电系统实现触觉感知与反馈)和视触觉的多传感融合技术。

  “灵巧手一般都会采用位置控制和力度控制两种方式。”国地中心市场体系总监杨正叶告诉《IT时报》记者,位置控制是机器人通过计算物品体积或大小,分析手部抓取需要移动到的空间位置,但当计算出现偏差时会导致两种情况出现:一是将手指掰断也要到达位置,二是将物体直接抓坏。力量控制则是分析抓取物体需要用多大力量,即使出现偏差,也能够大大减少甚至避免上述两种情况的发生。

  想要像人类一样通过视觉、触觉等多种感知,判断不同物体材质,从而决定抓取力度,目前人形机器人还做不到。

  尽管将多种感知模态的传感器集合,能解决单一传感器的局限性,并获得更为丰富的环境信息,但这也代表着需要更加多的算法,将不同模态的信息构建为统一的特征表示和关联关系,同时使用算力进行信息调度使用,这都意味着巨大的成本和投入。

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