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灵巧手:机器人技术“明珠”摘取进行时

   时间:2025-08-18 07:26:28 来源:证券时报编辑:快讯团队 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在人类日常生活中,诸如握筷子、系鞋带等动作看似轻而易举,然而,当这些动作转移到机器手上时,却变得异常复杂。这一现象的根源,在于人类手部的精妙构造。

人类的手,无疑是进化历程中的一项伟大创造。大脑顶叶运动、感知皮层中,约有三分之一专门负责手部运动的控制。皮下,27块骨头、27个关节、34块肌肉、123条韧带以及三大主要周围神经,共同编织了一个高度复杂的系统,提供了约24个自由度的灵活运动。这样的设计,使得人类能够轻松完成各种精细动作。

相比之下,为机器手赋予类似的灵巧性,却是一项巨大的挑战。硬件上,设计者需要在有限的空间内,巧妙地布置零件,确保机器手具备足够的灵活度。这一难度,丝毫不亚于其他人形机器人的研发。而在软件层面,如何从海量的传感数据中提取关键信息,并实时生成精准的动作指令,以实现灵活的交互,更是摆在研究者面前的一道难题。例如,在多指协同操作时,机器手需要动态调整各关节的力矩,以避免自我碰撞,并适应不同形状和重量的物体,这对计算资源的实时处理能力提出了极高的要求。

事实上,研发具备人手级灵巧操作能力的机器人,已成为智能机器人、智能制造与人工智能交叉领域的前沿研究方向。这一挑战,甚至被《Science》杂志评为最具挑战性的科学问题之一。因此,灵巧手技术被誉为机器人技术领域的“明珠”。

回顾历史,灵巧手技术的发展经历了显著的变革。20世纪80年代,犹他大学与麻省理工学院合作的Utah/MIT Hand在关节设计和传感技术上取得了突破性进展,为灵巧手的设计奠定了基础。随着嵌入式硬件技术的不断演进,20世纪末的多指灵巧手开始集成更多传感器和更高级的控制系统。近年来,AI的飞速发展更是为灵巧手技术注入了新的活力。通过大数据训练,算法使灵巧手具备了自主学习和应对复杂任务的能力。同时,为了降低制造成本和提高系统可靠性,灵巧手的设计也趋向于简化系统结构。

尽管在硬件上仍需不断优化和降低成本,特别是在量产过程中会遇到诸多工程挑战,但灵巧手的大部分功能已经实现。随着技术的不断进步,我们有理由相信,未来的机器手将更加接近人类手的灵活性和精确度。

近半个世纪以来,科学家们一直在追寻创造出像人手一样灵活的机器手。如今,在AI技术的推动下,我们已经见证了众多令人惊叹的突破。或许,在不久的将来,摘下机器人技术“明珠”的梦想将成为现实。

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