銀灰色的靈巧手舒展蜷曲,球體在掌間滾動、拋起,仿佛在演繹一場微型機械芭蕾。調轉視線,另一邊的靈巧手發起了“猜拳”游戲,對面的人出剪刀的瞬間,機械指節已同步變換成拳頭,勝負在一秒內塵埃落定。
日前,上海證券報記者走進江蘇雷利,其子公司中科靈犀自研的靈巧手以這樣的方式,秀起了“肌肉”。作為一種模擬人類手部功能的產品,靈巧手通過多關節、多模態感知和智能控制技術,以實現復雜物體的抓取、操作與交互。
如果說機器人是自動化的“最后一公里”,那么靈巧手就是機器人的“最后一厘米”。當前新玩家爭相涌入,多家上市公司正加速推進靈巧手的商業化進程,并在自由度、驅動力等指標上競逐突破。隨著技術迭代與成本下探,靈巧手的“手”到之處,有望助推人形機器人的場景落地加速。
靈巧手成“兵家必爭之地”
觸覺是僅次于視覺的重要信息來源,這奠定了靈巧手的重要性。人形機器人經過一年以上的迭代后,行走、平衡等運動能力已經基本實現,未來要在具體場景實現具體功能,靈巧手的感知和操控是重要突破方向之一。
中科靈犀創始人王文偉分析稱,靈巧手是人形機器人在現實世界實現靈巧操作的核心工具,既可以作為雙足機器人的執行末端,也可以作為四足、輪式乃至于無人機的執行末端,用于工業、醫療等多個場景。根據中商產業研究院的數據,2024年全球機器人靈巧手市場規模約為76萬只、17億美元,到2030年將突破141萬只、30億美元。
當前,靈巧手儼然成為上市公司、產業資本競相布局的大熱賽道。王文偉介紹,中科靈犀最新發布的連桿式靈巧手整手18個自由度,握持力大于50N;繩驅式靈巧手整手22個自由度,握持力大于30N。
在此之前,憑借精密減速箱、高性能電機和電控系統的產品組合優勢,兆威機電成功開發并推出仿生機器人靈巧手產品;速騰聚創于1月推出具有20個自由度的第二代靈巧手,可結合各類傳感器的感知信息與手部動作進行閉環控制。
人形機器人行業的頭部選手宇樹科技于今年4月發布了Unitree Dex5靈巧手。Unitree Dex5單手具備20個自由度、94個靈敏觸點,能柔順絲滑反向驅動,靈活完成抓取橙子、打撲克、擰魔方等動作。
此外,還有不少上市公司通過股權投資的方式,布局靈巧手賽道。比如,帕西尼感知科技近期獲比亞迪超億元戰略投資,這是比亞迪目前在具身智能領域完成的最大單筆投資。帕西尼是國內少數可實現高精度多維觸覺傳感器自主可控,且擁有完整多維觸覺“傳感器—靈巧手—人形機器人”產品矩陣的企業。
如何摘得“皇冠頂端的明珠”?
就技術難度而言,人形機器人被視為現代制造業的“皇冠”,靈巧手則是“皇冠頂端的明珠”。
上海一家人形機器人廠商高管分析稱,在執行精細操作時,靈巧手的性能可以代表人形機器人的整體性能。以拿雞蛋為例,普通人形機器人可以向雞蛋所在的方向伸出手,但雞蛋表面光滑又極其易碎,機器人用力重了可能捏碎雞蛋,輕了可能讓雞蛋滑走。而當人形機器人裝有靈巧手時,可以憑借觸覺傳感器,獲得壓力和摩擦力等信息,實現對雞蛋的精準抓放。
靈巧手要在有限的方寸之間,既保證響應速度,又能爆發出較大力量,其技術難度貫穿機械設計、驅動控制、傳感反饋、算法優化等多個層面。
王文偉介紹,中科靈犀在研發、應用靈巧手的過程中,也逐漸發現了其所面臨的各類問題,包括控制系統、成本、技術路線等三個層面,未來迭代方向也將據此展開。
首先,具身控制從電機和機械結構的層面上,跨越進入到機器人的整機控制中,缺乏小腦的協調,就會給機器人大腦帶來進一步負擔。
其次,成本上,如果要讓人形機器人走進千家萬戶,必須實現靈巧手性能與價格的平衡。有靈巧手企業高管透露,當前靈巧手成本相當高昂,一雙手的價值量可能要占到機器人本體的50%,低者也要占到10%至20%。
最后,在驅動方式上,靈巧手有連桿、繩驅以及電動、氣動、液壓等多種技術路線,尚未形成共識。在靈巧手的應用過程中,還需關注其使用壽命、速度、靈敏性等一系列問題。目前,中科靈犀正在推進連桿式、繩驅式、軟體式三種技術路線靈巧手產品的研發與產品迭代。
中國機器人靈巧手行業尚處于發展初期階段:一方面,新進入局廠商持續增加,市場尚未充分競爭,市場格局尚未真正形成;另一方面,技術路線尚未真正形成共識,靈巧手本身技術的成熟度仍有較大提升空間。
但可以確定的是,長期來看,人形機器人的最終目標就是融入人類的環境,靈巧手因其泛化能力強,適配更復雜的應用場景,將會是終局解決方案。而作為人形機器人的關鍵執行部件,靈巧手也將受益于人形機器人放量預期,有望率先迎來產業化落地。
“我們將持續利用產學研資源賦能,加速推動靈巧手技術的升級迭代,為靈巧手量產和商業化落地做充分準備。”王文偉表示。