
在科技飞速发展的当下,人形机器人已然成为全球瞩目的焦点。从特斯拉的 Optimus 到小米的 CyberOne,再到国内众多科技企业推出的各类人形机器人产品,它们频繁出现在大众视野,在工业制造、物流配送、医疗服务、家庭陪伴等领域展现出巨大的应用潜力 ,吸引着资本、企业和科研力量的不断涌入。
而在人形机器人的众多关键技术中,灵巧手堪称核心中的核心,是决定机器人能否完成复杂精细任务、实现与人类自然交互的关键拼图。想象一下,一个人形机器人若没有一双灵活且智能的手,就如同人类失去了双手的精细操作能力,即便拥有再强大的大脑(算法与算力)和敏捷的身躯(运动控制能力),也难以在需要精准抓取、细致装配、灵活操控工具等场景中发挥作用。灵巧手,正是赋予人形机器人这一关键能力的核心部件,它的发展水平直接制约着人形机器人的整体性能与应用范围。
国内玩家逐鹿,各显神通,在国内,众多企业敏锐地捕捉到了灵巧手这一赛道的潜力,纷纷入局,凭借各自独特的技术与创新理念,在这片充满机遇的领域中开疆拓土,形成了百家争鸣的热闹景象。因时机器人:量产先锋,性价比出圈因时机器人堪称国内灵巧手领域的量产先锋。早在 2019 年,它便成功推出国内首款商业化可量产的五指灵巧手,犹如一颗投入平静湖面的石子,激起层层涟漪 。这款灵巧手单手拥有 11 个自由度,设计别具匠心,采用直线推杆方式设计驱动器,充分利用轴向空间,外形不仅美观还高度仿真,宛如一双精致的 “机械艺术品”。模块化的驱动器设计结合力位混合控制算法,赋予其亚毫米级定位精度和数千克的负载能力,能够轻松模拟人手完成交互执行、操作工具等复杂动作以及精准抓取 。更为关键的是,因时机器人在成本控制上取得了巨大突破,通过自主研发核心零部件 —— 微型伺服电缸,不仅极大简化了灵巧手结构,还提升了量产能力,成功将价格降至万元水平,让更多企业能够负担得起,得以大规模应用,在市场中迅速占据了一席之地。 凭借高性价比和高寿命的产品特性,因时机器人的灵巧手在 2023 年销量位居行业首位,成为众多人形机器人本体企业的首选合作伙伴。
傲意科技:医疗与机器人的跨界融合傲意科技另辟蹊径,走出了一条医疗与机器人技术跨界融合的创新之路。其研发的灵巧手 ROHand,宛如一位 “多面手”,不仅能在人形机器人领域大显身手,为机器人赋予灵活操作能力;更在医疗助残领域发挥着不可替代的作用,成为残疾人假肢设备的得力助手 。从技术层面来看,ROHand 借鉴生物学原理,设计出与人类手部相似的仿生结构,多个关节和自由度的手指配合先进的 6 电机控制,手指协同技术让大拇指和其余 4 个手指的组合动作更加灵活自然,可做出多种复杂组合动作 。通过精密算法控制,它能够实现复杂抓取和操作任务,无论是日常生活中抓取物品、写字,还是更精细的手势操作,都不在话下。在材料工艺上,傲意科技选用合金材料,突破了灵巧手强度不高、刚度不好和耐用性差的问题,同时巧妙保持了轻量化,确保了产品性能与实用性的完美平衡 。
帕西尼感知科技:触觉与视觉双强融合帕西尼感知科技的 DexH13 GEN2 灵巧手,仿佛为机器人打造了一双兼具 “敏锐触觉” 与 “智慧视觉” 的超级之手。在触觉感知方面,它搭载了大量自主研发的高灵敏度触觉传感器,这些传感器如同人类皮肤上的触觉神经末梢,能够精准感知物体的表面纹理、硬度、形状以及抓取时的力度变化 ,为机器人提供丰富且细腻的触觉反馈。在视觉感知领域,DexH13 GEN2 集成了先进的视觉算法,能够快速识别物体的形状、颜色、位置等信息,并与触觉感知信息深度融合 。这种触觉与视觉的双强融合,使得灵巧手能够在复杂环境中实现高自由度的复杂动作,例如在杂乱无章的物体堆中精准抓取特定物品,或是在精细装配任务中准确感知零件位置并完成装配,展现出了极高的技术先进性和适应性。
智元机器人:高自由度与精准感知的强者智元机器人在灵巧手研发上专注于高自由度与精准感知技术的深度融合,旗下全系列灵巧手产品均展现出卓越的性能。以其某款明星产品为例,拥有多达 [X] 个自由度,远超行业平均水平,宛如人类手部般灵活自如 。在抓握力方面,集成的触觉感知技术能够实时、精准地感知抓握力度,确保对不同重量、材质和形状的物体都能实现稳定抓取,既不会因力度过大而损坏物体,也不会因力度不足导致物体滑落 。而视触觉感知技术的应用,更是让灵巧手如虎添翼,使其在操作灵活性上达到了新的高度。在一些复杂操作任务中,例如操作小型工具进行精细维修,智元机器人的灵巧手能够凭借精准的感知和高自由度的动作,出色地完成任务,展现出了在高难度操作场景下的强大实力。
大寰机器人:集成化与轻量化的典范大寰机器人的灵巧手 DH - 5,宛如一件将集成化与轻量化完美融合的 “工业杰作”。在集成化设计上,它将电机、驱动器、传感器等关键部件高度集成,大大简化了整体结构,减少了零部件之间的连接和布线,不仅提高了系统的可靠性和稳定性,还降低了维护成本 。为了实现更多自由度,DH - 5 巧妙增加了主动自由度和连杆设计,使其能够完成更加复杂多样的动作。同时,在手指部位加装了高灵敏度力传感器,能够实时反馈抓取力的大小,让机器人对抓取过程实现精准控制 。在轻量化方面,大寰机器人选用轻质高强度材料,在保证结构强度和性能的前提下,尽可能减轻灵巧手的重量,使其更适合在人形机器人上应用,提升了机器人整体的运动灵活性和能源利用效率。
傅利叶:人手复刻与精准力控的突破傅利叶新一代灵巧手在模拟人手动作和精准力控方面取得了重大突破,宛如为机器人打造了一双几乎与人类手无异的 “复刻之手”。在外形设计上,它完美复刻了人手的外形及尺寸,从手指的长度比例到关节的弯曲弧度,都力求与人类手高度相似,这种高度仿生的设计不仅让机器人在外观上更具亲和力,更重要的是,为实现与人类相似的操作动作奠定了基础 。在自由度方面,新一代灵巧手增加至 [X] 个,大大提升了动作的灵活性和多样性,能够模仿人类手完成各种复杂的抓握、捏取、扭转等动作 。为了实现精准力控抓取,傅利叶在灵巧手上搭载了先进的触觉传感器,能够实时感知抓取力和物体表面的接触状态,并结合自主研发的运动控制算法,根据不同的物体特性和操作任务,精确调整抓取力度,确保抓取过程的稳定和精准。无论是拿起一颗鸡蛋,还是操作精密仪器,傅利叶灵巧手都能应对自如。
钧舵机器人:智能感知与高自由度的探索钧舵机器人在灵巧手研发上积极探索智能感知与高自由度的融合,其第三代三指灵巧手便是这一探索的结晶。这款灵巧手通过与智能感知系统紧密配合,能够实现自动抓取功能。它可以快速识别物体的形状、位置和姿态,并根据这些信息自主规划抓取路径和动作 ,大大提高了抓取的效率和成功率。在智能感知技术不断升级的同时,钧舵机器人还在积极研发高自由度灵巧手,计划推出多维触觉传感器,并将其应用于多款灵巧手产品中 。这些传感器将能够感知更多维度的力和触觉信息,为灵巧手提供更加丰富的感知反馈,进一步提升其操作的灵活性和精准度,使其在未来复杂多变的应用场景中能够发挥更大的作用。
腾讯 Robotics X 实验室:刚柔并济,感知全面腾讯 Robotics X 实验室推出的 TRX - Hand 灵巧手,宛如一位融合了先进科技与创新理念的 “机械舞者”,凭借独特的刚柔混合驱动专利技术和自研高功率密度驱动器,在灵巧手领域独树一帜。刚柔混合驱动技术巧妙结合了刚性驱动的高扭矩和柔性驱动的高灵活性,使得 TRX - Hand 既能够输出强大的抓握力,应对较大负载的物体抓取;又能在操作精细物品时,展现出如同人类手指般的轻柔与灵活 。自研的高功率密度驱动器则为灵巧手提供了强劲的动力支持,实现了高灵巧和高负载速度的完美平衡。在感知能力方面,TRX - Hand 更是全面升级,集成了多种先进的传感器,包括触觉、力觉、视觉等,能够全方位感知周围环境和物体状态 。这种全面的感知能力,让 TRX - Hand 在各种复杂任务中都能表现出色,无论是在工业制造中的精密装配,还是在家庭服务中的物品整理,都能轻松应对,展现出了强大的技术实力和应用潜力。
技术突破,引领未来从上述国内各玩家的技术特点可以看出,国内人形机器人灵巧手领域正呈现出百花齐放、百家争鸣的繁荣景象。各企业在不同技术维度上持续创新突破,从结构设计到感知控制,从材料应用到驱动方式,不断提升灵巧手的性能与应用潜力。
在未来,技术创新将继续成为推动灵巧手发展的核心动力。随着人工智能、机器学习算法的不断迭代优化,灵巧手将具备更强大的自主决策和自适应能力,能够在更复杂多变的环境中快速准确地完成任务 。在感知技术方面,触觉、力觉、视觉等多模态感知的融合将更加深入,使灵巧手能够获取更全面、更精准的环境信息,实现与物体和环境的自然交互 。材料科学的进步也将为灵巧手带来新的变革,新型轻质高强度材料的应用将进一步提升灵巧手的性能,降低重量和能耗,提高其耐用性和可靠性 。
在应用拓展方面,人形机器人灵巧手有望在更多领域实现规模化应用。在工业制造领域,灵巧手将助力机器人完成更精细、更复杂的装配、检测、维修等任务,提高生产效率和产品质量,推动制造业向智能化、高端化转型升级 。在医疗康复领域,灵巧手不仅将为残疾人提供更智能、更灵活的假肢解决方案,帮助他们重新恢复生活自理能力;还将在手术辅助、护理服务等方面发挥重要作用,减轻医护人员的工作负担,提高医疗服务的质量和效率 。在日常生活服务领域,灵巧手将让人形机器人更好地融入家庭,帮助人们完成家务劳动、照顾老人儿童、陪伴娱乐等任务,提升人们的生活品质 。在物流配送领域,灵巧手能够让机器人更高效地分拣、搬运货物,优化物流流程,降低物流成本 。
灵巧手作为人形机器人的关键核心部件,其技术的不断进步和应用的日益广泛,将为人形机器人产业的发展注入强大动力,推动人类社会向智能化、自动化的未来大步迈进。我们有理由相信,在国内众多企业和科研机构的共同努力下,国内人形机器人灵巧手领域必将在全球科技舞台上绽放出更加耀眼的光芒 。