我叫遠征A2,是一款面向交互服務場景的機器人,全身具備超過40個主動自由度的關節和仿人的靈巧雙手。”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布會上,智元機器人一口氣發布了“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(利用微機電系統實現觸覺感知與反饋)和視觸覺的多傳感融合,讓靈巧手實現更廣泛的物體交互。
“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,即便是柔軟的面包,也不會因為抓力而變形;機器人初創企業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,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。從生理結構來看,一個成年人一只手大約有27個關節數量,其中包括腕關節、腕掌關節、指關節等。若轉化為自由度(一個結構可以獨立運動的方向)概念,根據《山西大學學報》上一篇名為《手部姿態估計方法綜述》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,甚至超過人手結構。
在智元機器人新品發布會上,擁有“華為天才少年”和“野生鋼鐵俠”之稱的智元聯合創始人“稚暉君”(彭志輝)介紹,在動力域方面,智元自研PowerFlow關節模組已經實現量產化迭代升級,靈巧手的自由度升級為19個,其中通過驅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(利用微機電系統實現觸覺感知與反饋)和視觸覺的多傳感融合技術。
“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,但當計算出現偏差時會導致兩種情況出現: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,即使出現偏差,也可以減少甚至避免上述兩種情況的發生。
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,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境信息,但這也意味著需要更多的算法,將不同模態的信息構建為統一的特征表示和關聯關系,同時使用算力進行信息調度使用,這都意味著巨大的成本和投入。
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