三根手指够干活？Atlas机器人抓手升级，工厂分拣超靠谱

如果你想猜测某款未来人形机器人的用途，看看它的手就知道了。上周，波士顿动力（Boston Dynamics）和Figure AI发布的两段视频清晰表明，某些任务确实需要更多“人类触感”。

首先，现代汽车旗下的波士顿动力为其精简版的Atlas工厂机器人展示了一款新型“抓手”。（熟悉该公司的读者可能更了解Atlas更粗壮的前代机型。）这款爪状三指夹具配有三根手指，其中一根充当超长拇指，这种组合特别适合夹取和握持物体。尽管Atlas在其他方面设计得类似人类，但它的手并非完全复刻人类手掌。公司工程师表示，该设计经过优化，适用于分拣、包装和搬运物体——这些都是Atlas在工厂或仓库环境中需要反复执行的任务。

“我们的目标是在保持稳定握持的同时，施加尽可能小的力。”Atlas机械工程师卡尔·普莱斯（Karl Price）说。

这与Figure上周推出的看似更接近人类的机器人手形成了鲜明对比。在一段宣传其穿着针织服装的“Figure 03”机型发布的炫酷视频中，该公司展示了其机器人执行精细任务的场景，比如浇花、洗碗，以及轻柔地将一杯水递给人类。与特斯拉的Optimus机器人（以能轻柔托举鸡蛋为亮点）类似，Figure明确表示，其构想的未来是让人形机器人走进家庭。该公司将其最新机型描述为“适用于日常使用的通用人形机器人”。

但上述日常任务，以及功能完备的机器人管家所需执行的许多其他任务，带来的工程挑战与专为整天分拣箱子设计的机器人大相径庭。换句话说，通过手的设计，我们能更清晰地洞察机器人在世界上的定位。

人类的手为何难以复制

手可能是最难用机器人形式精准复刻的人体部位之一。每只手包含30多块肌肉和27个关节，可实现27个自由度。手上还有超过1.7万个触觉感受器和神经末梢，让我们能完成各种各样的动作——从敲击键盘、精细握笔写字，到举起沉重的杠铃。

尽管近年来机器人手和先进假肢取得了显著进步，但没有一款能接近人类手部的精密性、可靠性和内在简洁性。这给人形机器人带来了重大挑战，因为它们正越来越多地被宣传为增强或替代人类劳动力的工具。

“这些领域中大多数由手部主导的动作，不仅需要精准的移动，还需要对不可预测的变量做出适应性反应，比如不规则的物体形状、不同的纹理和动态的环境条件。”佛罗里达大学土木工程教授杜埃里克（Eric Du）今年早些时候在接受BBC采访时表示。

有时，三根手指就足够了

就Atlas而言，这款新型三指抓手是前代机器人设计的升级版。初代机型大多时候能正常工作，但长时间使用容易出现故障。这促使第二代抓手的研发，其设计目标是“坚固且可靠”。普莱斯在视频中指出，当前版本拥有7个自由度和7个驱动器，每根手指配备2个，还有1个专门用于可活动的拇指关节。每个指尖都装有模拟人类触觉的触觉传感器，机器人手掌中还嵌入了摄像头。

但最重大的创新在于添加了一个区分人类手部与大多数其他动物手部的特征：对生拇指。起初这听起来可能没什么特别，但波士顿动力的工程师表示，这一变化极大地扩展了Atlas的握持方式，提升了它在决定如何抓取物体时的灵活性。

“实际上，在过去一年左右的时间里，我们发现它几乎能抓取我们扔给它的任何东西。”Atlas机器人行为总监阿尔贝托·罗德里格斯（Alberto Rodriguez）说。

那么，既然有拇指比没有好，有人可能会疑惑，波士顿动力为何不完全复刻人类的手？普莱斯表示，他们最终确定用三根手指，是因为他们发现这是“能完成非常复杂操作和任务的最少手指数量”。

例如，对生拇指带来的手指间额外间距，有助于Atlas保持更稳定的握持，尤其是对于较重的物体。拇指还能实现更精细的两指“捏握”，可用于移动螺栓等小型物体。尽管Atlas团队表示他们确实考虑过添加更多手指，但最终认为得不偿失。

“我们决定不添加更多手指，因为更多手指会带来更多复杂性。”罗德里格斯说，“如果没有必要，那就意味着可靠性降低、成本上升，总体而言，研发速度也会变慢。”

为什么机器人管家需要类人双手

三根手指对于工厂环境可能已经足够，但Figure以及其他希望将人形机器人带入家庭的公司认为，需要更多手指。这款身高5英尺6英寸（约1.68米）、身形纤细的Figure 03，每只手上都嵌入了手掌摄像头，助力“抓取过程中的近距离视觉反馈”。与前代机型相比，这款新机的指尖更柔软、适应性更强，Figure表示，这使其能更稳定地抓取各种尺寸、形状和纹理的物体。每根手指都配备了一种新型触觉传感器，能够检测低至3克的力。这意味着该机器人能感知到回形针或扑克牌这样轻盈的物体。

“Figure 03的手代表了柔性和触觉设计的重大飞跃。”该公司指出。但正如波士顿动力的工程师所指出的，所有这些增加的复杂性都会提高故障风险，潜在成本很高。虽然机器人管家打碎一两个玻璃杯可能看似是合理的代价，但当这些机器人负责为老年人准确摆放处方药或安全照顾幼儿时，风险就会大得多。Figure及其竞争对手雄心勃勃地表示要尽快将机器人带入家庭，但这样的未来何时到来，至少目前仍不明朗。

未来的机器人可能更像人类

即使是在抓手研发道路上投入巨资的波士顿动力工程师，也认为未来的机器人会更接近人类的外形。

有理由认为，无论是用于制造业的机器人，还是为家庭设计的机器人，未来的外形可能都会变得更像人类。在机器人需要与工厂工人协同工作的情况下，拥有五指手能让它们使用原本为人类设计的工具。这可以减少为机器人专门研发全新工具和系统的需求，也让行业领导者更有动力削减人类劳动力。

“所有这些因素都在推动我们——不一定是刻意设计，而是自然且自发地——朝着更拟人化的抓手设计发展。”罗德里格斯说。