2025年的世界機(jī)器人大會(huì)(WRC 2025),人形機(jī)器人的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈幾乎是“全員到齊”了。
根據(jù)官方數(shù)據(jù),WRC 2025參展企業(yè)超過(guò)1240家,包括人形機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人、核心零部件以及產(chǎn)業(yè)鏈上下游的知名企業(yè),參觀人數(shù)累計(jì)突破130萬(wàn),累計(jì)交易額超過(guò)269億元。
其中,除了受到廣泛關(guān)注的人形機(jī)器人本體廠商,如宇樹科技、銀河通用、優(yōu)必選等,機(jī)器人的核心零部件廠商,也成為了本屆世界機(jī)器人大會(huì)的新興勢(shì)力。而在這些新勢(shì)力中,靈巧手無(wú)疑是最重要的部分。
作為人形機(jī)器人本體的重要組成部分,靈巧手的通用性和泛化能力,直接決定了機(jī)器人對(duì)真實(shí)世界的適應(yīng)能力。換言之,一個(gè)足夠“靈巧”的手,可以大幅度提升機(jī)器人能覆蓋的場(chǎng)景廣度,讓機(jī)器人能夠真正下場(chǎng)干活。中國(guó)工信部發(fā)布的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》明確將靈巧手列為“核心基礎(chǔ)部件。
根據(jù)行業(yè)研究數(shù)據(jù),2023年全球靈巧手市場(chǎng)出貨量已達(dá)66.69萬(wàn)只,市場(chǎng)規(guī)模約15.07億美元,同比增長(zhǎng)13.65%。預(yù)計(jì)到2025年,這一數(shù)字將達(dá)到19.21億美元;而至2030年,市場(chǎng)規(guī)模將在320.6億元至879.7億元之間,年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)81.2%-109.3%。
“靈巧手的技術(shù)難點(diǎn)不僅在于自由度,更在于如何將高自由度轉(zhuǎn)化為真實(shí)的靈巧度。”
靈巧智能創(chuàng)始人兼CEO周晨在WRC 202論壇演講中表示,靈巧手的終局不是參數(shù)堆砌,而是真正解放人類雙手。“未來(lái)2-3年,我們將把高自由度靈巧手的成本降至萬(wàn)元級(jí),讓技術(shù)普惠更多行業(yè)。”
據(jù)周晨介紹,為了讓靈巧手從實(shí)驗(yàn)室走向“真正能用”,靈巧智能基于柔性傳動(dòng)的技術(shù)路線,開發(fā)出了最新的靈巧手產(chǎn)品DexHand021 Pro。該技術(shù)路線,也是特斯拉所采用的運(yùn)動(dòng)控制解決方案。
目前靈巧手的技術(shù)路線中,靈巧手的傳動(dòng)方式主要分為剛性直驅(qū)和柔性傳動(dòng)兩種技術(shù)方案。
其中,剛性傳動(dòng)靈巧手主要通過(guò)齒輪、蝸輪蝸桿、滾珠絲杠、連桿等機(jī)構(gòu)直接傳遞電機(jī)扭矩,具有能效高、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢(shì)。但在手指關(guān)節(jié)有限空間約束下,電機(jī)功率受到限制,且微小型電機(jī)和高精密減速器制造難度大、成本高。
柔性傳動(dòng)靈巧手則通過(guò)電機(jī)-腱繩傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。通過(guò)將大功率驅(qū)動(dòng)源(相同力輸出情況下發(fā)熱量較?。┡渲糜谶h(yuǎn)端(如手掌內(nèi)、小臂等),以及滑輪與導(dǎo)管走線系統(tǒng),降低了末端執(zhí)行器的重量與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,以此提升動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。
這種傳動(dòng)方式與生物肌腱系統(tǒng)在力學(xué)特性和功能原理上的高度相似性,使其成為開發(fā)仿生機(jī)械結(jié)構(gòu)的理想技術(shù)路徑。
具體到DexHand021 Pro,這是一款由采用雙繩驅(qū)系統(tǒng)的靈巧手產(chǎn)品,擁有22自由度仿生架構(gòu)(16主動(dòng)+4被動(dòng)+2腕關(guān)節(jié))。同時(shí),DexHand021 Pro通過(guò)大幅面接觸、指尖高點(diǎn)陣、寬量程、高靈敏、多模感知的設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)了手掌的全域感知,成為首款可量化評(píng)估靈巧度的機(jī)器人手部模組。
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在展示環(huán)節(jié), DexHand021 Pro可以穩(wěn)定抓握任意形狀物品,以及流暢完成指尖搓捻牙簽、旋擰瓶蓋等復(fù)雜動(dòng)作,擬人化程度得到明顯提升。不管是在指尖覆蓋空間區(qū)域上,還是靈巧度及精細(xì)度上,都展現(xiàn)出強(qiáng)勁實(shí)力,處于行業(yè)先進(jìn)行列。同時(shí),通過(guò)優(yōu)化腱繩材料、滑輪布局和預(yù)緊力穩(wěn)定性,靈巧智能克服了繩驅(qū)系統(tǒng)常見的摩擦損耗和壽命問(wèn)題,使DexHand021 Pro的壽命超過(guò)50萬(wàn)次,高于同類產(chǎn)品。
“當(dāng)前市場(chǎng)上所謂的‘五指靈巧手’多為低自由度簡(jiǎn)化版,實(shí)則是‘披著五指外衣的三指手’。”
靈巧智能CTO 朱豪華表示,一是功能性陷阱,低自由度五指與三指功能非常接近,但在成本、可靠性、易用性等方面還不如三指靈巧手;二是商業(yè)化幻覺(jué),人形機(jī)器人需要“像手”的形態(tài),但這種僅是“形態(tài)仿生”而非“功能仿生”的產(chǎn)品,長(zhǎng)期并無(wú)商業(yè)化價(jià)值。
朱豪華稱,靈巧智能從最初就堅(jiān)定選擇了繩驅(qū)路線,要做高自由度的五指靈巧手,使其具備工程化能力、穩(wěn)定控制、量產(chǎn)可行性,而非單純堆砌自由度數(shù)量。“在工業(yè)機(jī)器人時(shí)代,高剛性傳動(dòng)追求點(diǎn)對(duì)點(diǎn)精度;而在具身智能時(shí)代,預(yù)測(cè)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)調(diào)整需要被動(dòng)柔順性,這正是繩驅(qū)的天然優(yōu)勢(shì)。”
基于柔性傳動(dòng)的技術(shù)路線,靈巧智能在第一款靈巧手產(chǎn)品DexHand021的設(shè)計(jì)上,采用單繩驅(qū)的設(shè)計(jì)方案,通過(guò)電機(jī)+蝸輪蝸桿+腱繩的主動(dòng)力實(shí)現(xiàn)手指的彎曲,通過(guò)彈簧被動(dòng)力與電機(jī)腱繩的張緊力實(shí)現(xiàn)手指的伸展。
DexHand021整手重1kg,在296.2×113.2×56.5mm的手部空間內(nèi),集成12個(gè)空心杯電機(jī)、19個(gè)關(guān)節(jié)、腱繩傳動(dòng)系統(tǒng)、傳感器陣列、散熱系統(tǒng)等。同時(shí),在驅(qū)動(dòng)單元設(shè)計(jì)上,DexHand021采用高功率密度空心杯無(wú)刷電機(jī)+行星減速器蝸輪蝸桿雙模驅(qū)動(dòng),傳動(dòng)使用高強(qiáng)度多股編織纜繩,單元持續(xù)輸出150N牽引力。
在DexHand021的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,DexHand021 Pro采用了升級(jí)之后的雙繩驅(qū)設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)了手指的彎曲、伸展和雙向側(cè)擺的主動(dòng)控制,增強(qiáng)了主動(dòng)控制、抗干擾能力、穩(wěn)定性等。
同時(shí),DexHand021 Pro還增加了腕部直線推桿的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了手腕的前后和左右的擺動(dòng),提升了靈巧手的操作空間和靈巧度指數(shù)。
“現(xiàn)在市場(chǎng)上,80%的靈巧手并沒(méi)有真正在使用,它只是賣出去而已。”朱豪華稱,靈巧智能目前更聚焦的是,包括頂尖高校、科研機(jī)構(gòu)、機(jī)器人及大模型頭部企業(yè)等頭部客戶的使用反饋,確保靈巧手產(chǎn)品被客戶真正使用。
此外,靈巧智能發(fā)布了行業(yè)首個(gè)量化指標(biāo)重新定義靈巧手。目前,其靈巧手產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)工業(yè)級(jí)量產(chǎn),并應(yīng)用于科研、裝配、教育、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域。下一步,靈巧智能的研發(fā)重點(diǎn)是進(jìn)一步提升靈巧手的通用性,并降低產(chǎn)品的整體成本,使其走向“規(guī)?;逃?rdquo;。(本文首發(fā)于鈦媒體APP,作者 | 饒翔宇 編輯 |鐘毅)
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靈巧手是機(jī)器人的關(guān)鍵,得好好搞技術(shù)攻關(guān)。
柔性傳動(dòng)像生物肌腱,這設(shè)計(jì)思路挺仿生的。
好多靈巧手就樣子像,實(shí)際不好用,白花錢。
DexHand021 Pro 能擰瓶蓋搓牙簽,靈活度真可以。
柔性傳動(dòng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好,反應(yīng)速度夠快。
靈巧手市場(chǎng)規(guī)模要漲,相關(guān)企業(yè)要迎來(lái)春天了?
靈巧手能感知環(huán)境,這才叫真智能。
有些靈巧手華而不實(shí),別被參數(shù)忽悠了。
靈巧手能抓各種物件,適應(yīng)力挺強(qiáng)的。
核心部件突破了,人形機(jī)器人發(fā)展要加速了。