机器人的灵巧手怎样炼成

憬与机器人共同生活的人们很难不去幻想这样一幕：回到家后，餐桌上已摆好想吃的饭菜、换下的衣物已经洗净烘干并收纳整齐。完成这一切的，不是哆啦A梦的口袋，而是机器人的核心零部件——智慧又不乏灵巧的“手”。如果机器人真的有一双“人手”一样的灵巧手，我们的生活该有多么轻松惬意！然而现实中，灵巧手的制造谈何容易。

手在人体器官中扮演的吃重角色，使得其精密程度远超我们想象。也正因此，灵巧手被称作机器人进入日常生活、成为我们真正助手的“最后一厘米”。让机器人拥有一双巧手，不仅是一道科学问题、一个工程难题，也是一场创新者漫长的远途。

灵巧手多灵巧？

手是人体最灵活复杂的器官之一，也是我们使用频率最高的运动器官之一，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。那么，与拥有21个自由度的人类之手相比，机器人的灵巧手，现在发展到什么地步了？

灵巧手的雏形，就是工厂流水线上的末端执行器，如夹爪、吸盘、喷嘴、焊枪……不过，这样的“手”还是专门为特定任务而生，适用场景相对单一，只能完成简单的抓取或固定操作。

然而，今天的机器人灵巧手足以让人刮目相看。一般而言，其设计灵感源自对人类手部更为完整的理解，能够藉由器件相当精密地模拟人类手指的骨骼和关节的运动方式。灵活地弯曲、伸展和转动，对这双灵巧手而言都不在话下，足以实现对物体多角度、全方位的抓取乃至各类操作，比如拧开瓶盖、捏取鸡蛋、操控精密零部件等。

灵巧智能CEO周晨说，就像人不只用眼来指挥手，灵巧手配置的触觉传感器和力传感器，足以帮助机器人感受物体的形状、大小、硬度、温度……不必局限于视觉交互，这就能保障机器人的动手能力迈上一个新台阶。

当然，目前灵巧手离尽善尽美还颇有距离。要知道，人手有13种基本功能，其中抓取操作就能细分为勾拉、侧捏、动态操作等8种。当下的机器人，还掌握不了这么多“手法”。

赋予机器人一双巧手，我们正站在一条希望之路的出发处。

如何研发灵巧手？

说来说去，作为机器人拟人化的关键，机器人的灵巧手，到底该怎么研发？

“从仿生学的角度来说，机器人和人工智能本是一体两面。”如南京航空航天大学教授、南京神源生智能科技有限公司董事长戴振东所言，人类拥有骨骼和运动系统，也有大脑和感知能力；机器人既需要具备本体结构，也需要智能控制。“机器人学的初始阶段，限于技术条件，我们只能将两部分分开探索，现在它们终于可以自然联通起来。”

细究起来，机器人的一双灵巧手，其实是一个由四部分构成的系统：传感器系统相当于皮肤与神经末梢，感知接触状态、力度变化与空间位置；控制系统则充当“大脑”，依托算法实时分析数据，发出协调指令；驱动系统相当于肌肉，为动作提供动力；传动系统如同筋腱，通过齿轮、连杆或钢索将动力精准传递至指节。