我叫遠征A2,是一款面向交互服務(wù)場景的機器人,全身具備超過40個主動自由度的關(guān)節(jié)和仿人的靈巧雙手。”遠征A2人形機器人一邊介紹著自己,一邊轉(zhuǎn)動手腕、活動手指,展示著靈巧雙手,動作絲滑柔和,仿佛真的擁有“人類”雙手。
在8月18日智元機器人年度新品發(fā)布會上,智元機器人一口氣發(fā)布了“遠征”與“靈犀”兩大系列、五款商用人形機器人。其中,最值得關(guān)注的是智元機器人在靈巧手方面的突破,達到19個自由度,并加入MEMS觸覺(利用微機電系統(tǒng)實現(xiàn)觸覺感知與反饋)和視觸覺的多傳感融合,讓靈巧手實現(xiàn)更廣泛的物體交互。
“手”是人類感知世界的重要工具,一雙靈巧手同樣也是人形機器人重要的末端執(zhí)行器,當它真正學會通過觸覺來認知世界時,或許就是硅基生命“誕生”的開始。
能穿針引線世界人工智能大會上,“青龍”人形機器人用雙手緩慢且輕柔地抓起桌面上混合擺放的面包和水果,分類放進左右兩個籃筐內(nèi),即便是柔軟的面包,也不會因為抓力而變形;機器人初創(chuàng)企業(yè)Figure和Open AI合作打造的Figure01,憑借一條清理桌面的視頻火爆全網(wǎng),雙手可以識別并抓取光滑的玻璃杯、扁形的盤子、圓形的蘋果……
當人們都在驚嘆于多模態(tài)大模型賦予人形機器人一顆智能“大腦”時,往往會忽略這些動作的執(zhí)行末端——機器人的靈巧手。
手,對人類的重要程度不言而喻。從生理結(jié)構(gòu)來看,一個成年人一只手大約有27個關(guān)節(jié)數(shù)量,其中包括腕關(guān)節(jié)、腕掌關(guān)節(jié)、指關(guān)節(jié)等。若轉(zhuǎn)化為自由度(一個結(jié)構(gòu)可以獨立運動的方向)概念,根據(jù)《山西大學學報》上一篇名為《手部姿態(tài)估計方法綜述》的論文,一只人手的自由度共26個,其中本體20個,手腕6個。這意味著,人形機器人的靈巧手想要更加靈活,自由度就要趨近,甚至超過人手結(jié)構(gòu)。
在智元機器人新品發(fā)布會上,擁有“華為天才少年”和“野生鋼鐵俠”之稱的智元聯(lián)合創(chuàng)始人“稚暉君”(彭志輝)介紹,在動力域方面,智元自研PowerFlow關(guān)節(jié)模組已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)化迭代升級,靈巧手的自由度升級為19個,其中通過驅(qū)動器主動控制的主動自由度相比上一代翻倍,為12個。單手最大負載達到5KG以上,可以實現(xiàn)重物拿取。在感知能力方面,智元機器人引入MEMS觸覺(利用微機電系統(tǒng)實現(xiàn)觸覺感知與反饋)和視觸覺的多傳感融合技術(shù)。
“靈巧手一般采用位置控制和力度控制兩種方式。”國地中心市場體系總監(jiān)楊正葉告訴《IT時報》記者,位置控制是機器人通過計算物品體積或大小,分析手部抓取需要移動到的空間位置,但當計算出現(xiàn)偏差時會導致兩種情況出現(xiàn):一是將手指掰斷也要到達位置,二是將物體直接抓壞。力量控制則是分析抓取物體需要用多大力量,即使出現(xiàn)偏差,也可以減少甚至避免上述兩種情況的發(fā)生。
想要像人類一樣通過視覺、觸覺等多種感知,判斷不同物體材質(zhì),從而決定抓取力度,目前人形機器人還做不到。
盡管將多種感知模態(tài)的傳感器集合,可以解決單一傳感器的局限性,并獲得更加豐富的環(huán)境信息,但這也意味著需要更多的算法,將不同模態(tài)的信息構(gòu)建為統(tǒng)一的特征表示和關(guān)聯(lián)關(guān)系,同時使用算力進行信息調(diào)度使用,這都意味著巨大的成本和投入。
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