ITBear旗下自媒体矩阵:

从“看得见”到“摸得着”:机器人触觉升级,解锁柔性制造新未来

   时间:2026-08-30 20:56:16 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在北京世界机器人大会的现场,观众的目光被一台机器人的操作吸引住了——它用灵巧的手指捏住一根羽毛,当有人对着指尖轻轻吹气时,传感器立即捕捉到气流带来的毫牛级力变化。这一幕展示了机器人触觉技术的最新突破。同期,多家企业展示了搭载自研芯片的6D触觉传感器、柔性电子皮肤以及高自由度灵巧手,标志着机器人触觉技术正从实验室走向产业应用。

长期以来,机器人依赖摄像头等视觉设备识别物体,但在实际操作中仍面临挑战。例如,当机器人手指接触物体时,它无法判断杯子是否滑落、瓶盖是否拧紧或零件是否卡好。这种“看得见却摸不着”的局限,早在半个多世纪前就被一位英国青年的经历所印证。1971年,19岁的伊恩·沃特曼因病毒感染失去颈部以下的本体感觉和精细触觉,尽管能感受疼痛和温度,却无法判断四肢位置或用力大小。他不得不依靠视觉重新学习控制身体,但一旦视线移开,动作便明显失控。这一案例揭示了触觉在人机交互中的不可替代性。

如今,机器人正面临类似困境。在核电站反应堆堆芯的检修任务中,机器人需在水下取出异物,如护目镜。摄像头可帮助定位目标,但抓取时力度的微小偏差可能导致物体滑脱或破碎。北京邮电大学教授方斌指出,视觉擅长观察,而操作必须通过接触完成。传统工业机器人因任务固定,可通过预设程序完成操作,但具身智能机器人需在开放环境中处理未知物体,这要求它们不仅感知合力,还需理解接触位置、物体状态及调整策略。

触觉智能与传统力控的区别在于,后者仅提供数值,而前者需理解数值的含义。例如,5牛顿的力可能意味着物体即将滑落或易碎,机器人需据此决定是否调整力度。千觉机器人创始人马道林以零件装配为例,说明机器人需通过触觉推断零件是否对准或受阻。北京大学研究员朱毅鑫的柜门实验也验证了这一点:四个外观相同的柜子因开启方式不同,机器人仅靠视觉无法判断,需通过触觉反馈选择策略。

触觉技术的必要性还体现在安全领域。斯坦福大学教授鲍哲南比喻,缺乏触觉的机器人如同戴厚手套操作精细工作,难以完成穿针引线等任务。与人协作时,触觉反馈可避免因用力不当造成的伤害。中国数亿产业工人每天在产线上完成拧螺丝、装配零件等依赖手感的操作,这些场景是机器人触觉技术的重要应用方向。

随着机器人从重复搬运转向柔性制造,触觉技术从实验室研究成为产业焦点。目前,触觉传感器的技术路线多样。压阻式和电容式传感器通过材料变形判断压力,成本较低但易受环境干扰;磁式方案利用霍尔元件感知位移,适合指尖但可能受外部磁场影响;视触觉技术则在指尖内部安装摄像头,通过拍摄材料形变推算接触信息,空间分辨率高但系统复杂。戴盟机器人合伙人张栋认为,未来可能采用“各司其职”的方案:指尖使用高分辨率视触觉,手掌等部位使用低成本电子皮肤。

产业链各环节对“好触觉”的定义存在差异。传感器厂商关注量程和灵敏度,灵巧手企业重视结构兼容性,算法层则强调信号稳定性。具身算法研究员天南和瓦力发现,实验室指标与量产实物间可能存在差距,例如某款灵巧手的多次测量差异达百分之几十。行业缺乏标准化评测基准,不同团队使用不同传感器和任务口径,导致技术路线难以横向比较。

触觉数据的稀缺性是另一挑战。与视觉数据不同,触觉数据需通过真实接触产生,且需同步记录视觉、动作和关节状态等信息。丁文伯团队建设的HumanTouch数据集试图将多模态信息放在同一条时间线上,以帮助机器人理解动作如何作用于真实世界。然而,数据采集成本高昂,仿真技术虽可扩大场景覆盖范围,但无法完全替代真实接触。

即使拥有数据,模型也未必有效利用触觉。天南和瓦力发现,加入触觉信号后机器人能完成任务,但仅用视觉训练也可能达到类似效果。马道林提到一项研究:在经典模型中直接拼接触觉输入后,任务成功率反而下降。这表明,触觉模型需学习接触、受力和形变之间的关系,而非简单增加输入接口。

触觉技术可能成为世界模型理解物理世界的关键拼图。世界模型需在内部构建预测物理演化的“虚拟沙盘”,视觉提供全局环境信息,触觉则补充压力、滑动和形变等细节。朱毅鑫认为,具身智能的难点在于机器人需通过动作改变世界,并根据物理后果调整行为。中国拥有全球最完整的制造业体系和大规模产业工人,这些场景为触觉数据采集提供了丰富资源。中国在灵巧手、机器人整机和大模型等领域已形成产业集群效应,若能实现从传感器到场景落地的闭环,将有望把场景规模转化为技术优势。

 
 
更多>同类资讯
全站最新
热门内容
网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  版权声明  |  争议稿件处理  |  English Version