科创未来丨带“感”的“手”，让生活更带感

【编者按】

与AI同行

人类文明的每一次跃迁，总与工具的革新相伴。从蒸汽机的齿轮转动，到计算机的代码奔流，科技的进步宛如撬动历史车轮的强大支点，推动着人类社会不断向前迈进。

从能言善辩、知识渊博的大模型，到灵活敏捷、精准拧螺丝的人形机器人；从“上天入地”、高效作业的AI巡检系统，到贴心周到、随叫随到的智能管家……这一次次激动人心的技术突破，一个个精彩纷呈的产品亮相，都在清晰地向我们宣告：与AI同行，不再是遥不可及的未来想象，而是真真切切的当下现实。

本期《科创未来》，我们将聚焦人工智能，通过走访工业、医疗、文旅、康养等多个行业，探寻人工智能的技术创新和应用实践，带您领略人工智能为各行业带来的全新变革与无限可能。

四川在线记者 高杲

给咖啡拉花、搅拌饮料、分拣快递……近年来，人形机器人悄然走进我们的生活，徐徐展开一幅未来生活的智慧图景。这一切，离不开一个重要部件——“灵巧手”。

作为机器人和环境交互的末端执行器，“灵巧手”被看作推动人形机器人技术变革的关键突破口。在天府绛溪实验室，有这样一支团队，他们每天和“手”打交道，希望打造一双带“感”的人形机械手，让生活更带感。

有多带“感”？

堪比人手，能承受200℃温差

手是人体最灵活复杂的器官之一，尽管重量仅占人体总重量的1/150，却决定着全身逾半数运动功能的发挥。因此，如何让“灵巧手”更接近于人手，是不少人形机器人企业关注的重点。

“灵巧手”想和人手一样灵巧，一个关键的因素，是自由度的数量。

“所谓自由度，就是能独立运动的维度数量。一般来说，自由度数量越多，‘手’的灵活性就越高。”天府绛溪实验室微波与光子集成前沿研究中心副主任潘亮介绍，我们的双手拥有21个自由度，这使它们可以灵活实现弯曲、伸展和转动等基础动作，上到提取重物，下到捏住米粒，都可以完成。如果加上手腕，整个手部系统的运动维度可以达到27个，可以让人完成弹钢琴等精细协调任务。

与人手相比，人形机械手的表现如何？潘亮介绍，这双“手”的自由度能到22个。这意味着，它可以精密模拟人类手指的骨骼和关节运动，完成抓、握、捏、拧、旋转等不同动作。

如果说自由度为“灵巧手”搭建了硬件载体，那么，算法和感知系统则是决定它能否丝滑完成动作的关键。

“目前，我们看到很多‘灵巧手’干起活来磕磕绊绊，一个重要的原因是，与人手相比，它的感知能力较弱。”潘亮以端起一杯咖啡为例说，这个动作对人类很简单，但对机器人来说并不容易：它需要判断——多大的运动幅度能触碰到杯把，但又不至于碰翻它？施加多大力度可以握稳杯把，又不会将其捏碎？如果咖啡杯外部有水渍，又该如何调整动作？这一切都依赖于视觉、触觉、力觉等多模态感知系统的协同配合。

“我们打造了一套感知系统，让它更带‘感’。”潘亮介绍，目前，这双机械手可以感知物体的材质、表面状态及形态变化。“不管咖啡杯是陶瓷的还是塑料的，不管杯子外部是干还是湿的，它都能感知到。还能提取有关信息，制定下一步行动计划，并执行相关动作。”

不仅要接近于人手，这双机械手还在多个指标上超越了人手。“例如，在触觉上，它能感知羽毛的重量，人手几乎感觉不到；在温度上，它能承受超过200℃的温差，而人手的感知范围仅有60℃左右。”潘亮说，这双机械手拥有比人手更精细的量化感知，以及超越人手的极端环境感知，能满足更多元化的场景需求。

将带来什么？

从工业领域到更多新场景

如此带“感”的“手”，落地到实际应用，将带来哪些惊喜？

“将主要帮助工业领域降本增效。”潘亮说，这双机械手可以做汽车高精度焊接、喷涂等工作，提高产品质量和生产效率。同时，还能精密操作电子设备中的微小零件，完成芯片封装、电路板组装等精细任务。

此外，它还将解锁更多新场景。

例如在医疗领域，它可以作为辅助工具协助医生进行微创手术。也可以在康复治疗中，帮助患者进行手部功能的训练。在家庭服务领域，可以做家务，如叠衣服、洗碗、照顾老人等。

“它还将广泛应用于制造业、医疗健康、物流仓储、航空航天等多个领域。”潘亮说，未来，机械手将融入具身智能生态中，通过和智能机器人、脑机接口等技术深度融合，更好服务于我们的各项需求。

不过，潘亮也坦言，想要实现这一切，不管是技术上还是成本上，都将面临不少需要攻克的难题。

例如，如何把手做小就是一个技术难题。“机械手的灵活，来自灵活的关节和更多自由度。”潘亮说，但每增加一个自由度，就需要在手掌内嵌入一个对应的驱动器，这就会造成机械手往往比人手大得多。“如果控制不好手的尺寸，它就很难适应人类的各种生活生产环境，应用场景也会大打折扣。”

成本也是一个需要解决的问题。“我们已经和一些企业展开合作，希望通过量产的方式降低成本。”潘亮说，随着市场接受度不断提升和产能持续扩大，机械手将摆脱高昂成本的束缚，成为大众可以负担的智能终端。

来源：四川在线