当你周末在家做饭,煎完鸡蛋、切完西红柿,手上又是油又是汁,你会怎么做?当然是去水龙头下洗一洗。现在,一台机器人也能完成这个动作了——不是因为程序设定好“走去水池-打开水龙头-搓手-关闭水龙头”这一套流程,而是它的机械手本身可以浸入水里冲洗,不会短路,不会生锈,洗完继续干活。
人形机器人公司1X最近放出了一段视频,展示其为Neo机器人设计的全新机械手。这双手有25个自由度,每个关节都由独立电机主动驱动,采用仿生肌腱的传动方式。1X的说法是,这一设计让它在灵巧性、力量和可靠性上“接近人类双手”。
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粗看参数确实撑得住这个说法。它可以用一只手拎起约9.1公斤重的壶铃——接近20磅的重量——转而又能捏住一颗葡萄、拧上灯泡、从地板上捡起一颗螺丝。力量和精细动作之间不需要切换硬件模式,用的是同一组电机、同一套控制链路。
而真正让它区别于当前主流机械手的,是触觉反馈的设计逻辑。
正方很容易拿行业惯例来对比:目前大多数机器人机械手属于“只写不读”的状态。所谓“只写不读”,就是你下达移动指令,它走到指定位置,但过程中不向你反馈任何力觉信息。它不知道自己在捏一块豆腐还是一个铁块。背后的原因是这些机械手通常采用100:1甚至200:1的高减速比齿轮机构。减速比高意味着扭矩放大倍数大,电机一点点旋转就能输出很大力量,代价是所有外界施加的接触力都被齿轮机构吸收掉,传不回电机端,机械手等于在末端“失去知觉”。
反方的方案——也就是1X的做法——是把减速比降下来。Neo的机械手采用仿生肌腱驱动结构,减速比在5:1到15:1这个区间。每一处关节既是执行器,也是一枚力传感器。你按一下它的手指,它会顺着力的方向顺从退让,这就是可反向驱动的表现。同时它能精确测出你施加了多少力。1X把这种能力命名为“力透明”。力量从电机传向外界没有障碍,外界力量传回电机同样没有障碍,指尖正在发生什么,Neo是实时感知到的。
这个设计的意义,要从人类自己学习操控物体的过程来理解。一个人面对不熟悉的物品,第一反应是摸一摸、按一按、旋转一下、摇晃两下,用手指不断向物体提问:硬的还是软的?重的还是轻的?表面粗糙还是光滑?这些问题通过手指发出,答案同样通过手指传回来。现在Neo具备的正是这种“一边动手一边感知”的能力。它不是执行完动作后再去判断结果,而是在动作发生的过程中,连续感知。
如果只做到这一步,它依然是一双精密但脆弱的实验室机械手。1X再加了一层设计:手指外层覆盖着能工作的“皮肤”,指尖上集成了高分辨率触觉传感器,可以实时检测压力大小、接触位置,还有剪切力。剪切力是个关键指标,指的是物体快要从手中滑脱时产生的横向受力。一旦检测到这种力的变化,理论上Neo可以第一时间收紧握力,像人类下意识调整手指力度一样。
但这还不够。这双机械手通过了IP68防护等级认证,可以直接泡在水里运行。从实操角度看,这意味着它能自己洗手。Neo做完饭后手上沾了花生酱,或者整理完厨房指缝里卡了食物残渣,它不需要等人类来帮忙擦拭,直接去水池冲洗,不会把花生酱抹到沙发上、衣服上、床单上。1X方面的说法是,目前还没有其他机器人能够做到自己完成洗手这一动作。
同时公开的还有耐久性数据。1X表示这双机械手已经完成了数百万次测试循环,其中仅手腕关节在负载条件下就累计完成了超过200万次运动测试。这个量级对于家庭使用场景意味着什么,暂时还没有横向对比的标准,但它至少说明这套肌腱驱动方案在反复运动后的稳定性,已经通过了基础的工程验证。
1X在这个时间点对外展示机械手的进展,还有一个更务实的判断:Neo现在硬件的上限,超过了当前AI软件能充分利用的水平。也就是说,这双手的物理能力已经有了,软件暂时还跟不上。随着后续通过OTA持续升级AI系统,Neo能逐步解锁更多的硬件潜能,越来越灵巧、越来越聪明。硬件先铺路,软件慢慢追。
这个判断放在整个行业的竞争格局里看,就更容易理解为什么各家都在机械手上发力了。Genesis AI最近走出隐身阶段,发布了旗下人形机器人Eno的新型机械手。Kyber Labs则专门做机械手,不造整机,也推出了性能相当突出的产品。加拿大人形机器人公司Sanctuary AI的创始人Geordie Rose说过一句话:“机器人一半的复杂性都集中在双手上。”电机、齿轮、肌腱,各种精密结构密密麻麻堆在手掌和手指那一小片空间里。要同时做到力量足够、动作精细、耐用、可清洗,还得尽量接近人类双手的能力——这件事可能十年内都很难完全实现。
1X自己对Neo的定位是家庭服务机器人。折叠衣物、整理洗好的衣服、吸尘、做饭,这些家务场景最终都需要一双可靠且灵巧的机械手来落地,而1X的这双机械手,正把这种可能性拉得离现实越来越近。
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