广东
证券时报记者 王一鸣
为什么人们会觉得握筷子、系鞋带很简单，而机器手却不易实现？
从构造来看，人类的手是进化过程中的杰作，控制手部运动的区域约占大脑顶叶运动、感知皮层的三分之一。皮肤之下，人手由27块骨头、27个关节、34块肌肉、123条韧带、三大主要周围神经以及无数血管和软组织构成，这个复杂的系统能产生约24个自由度的运动。
对于灵巧手而言，要具备执行高级类人操作的能力，面临多重挑战。受访的灵巧手研发人士坦言，在方寸的空间里，一方面，硬件上要设计足够好的结构，容纳下合适的零件，产生足够高的灵活度，整体难度不亚于任何一种人形具身产品。另一方面，在软件算法上，如何从海量的高维度传感数据中提取有效信息，并实时生成精确的动作指令，以实现自适应的、灵巧的交互，是要重点解决的问题。例如，多指协同操作时，需动态规划各关节力矩以避免自碰撞，并适应不同物体的形状与重量等，这对计算资源的实时性要求也极高。
事实上，发展具备人手级的机器人灵巧操作技术是智能机器人、智能制造与人工智能交叉的前沿研究方向，已被《Science》评为最具挑战性的科学问题之一。所以，灵巧手又被称为机器人技术“皇冠上的明珠”。
从产业发展情况来看，20世纪80年代，犹他大学与麻省理工学院合作研发的Utah/MIT Hand在关节设计和传感技术上取得突破，奠定了灵巧手设计的基础。20世纪末，随着嵌入式硬件技术的发展，多指灵巧手开始集成更多的传感器和更高级的控制系统。最近十年，AI的发展为灵巧手技术注入了新动力，这些算法通过大数据训练，使灵巧手具备了自主学习和应对复杂任务的能力；同时，灵巧手的设计趋向于简化系统结构，以降低制造成本，提高系统的可靠性。
展望未来，业内普遍认为，灵巧手在硬件上虽然还需不断优化、降本，特别是量产时会遇到不少工程问题，但大部分功能已实现。
近半个世纪以来，科学家们一直追寻创造出像人手一样灵活的机器手，在AI飞速发展的今天，太多令人惊叹的突破已被见证。也许，摘下机器人技术“皇冠上的明珠”这一目标在不久的将来也将得以实现。
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