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混驱成为新热门,触觉是标配,落地靠低自由度。
作者丨向 欣
编辑丨高景辉
今年 WRC,灵巧手依然是机器人展区最密集的产品之一。
灵心巧手、曦诺未来、强脑科技、因时机器人、灵巧智能、傲意科技、兆威机电旗下灵巧手品牌 ZWHAND、大寰机器人、帕西尼、中科硅纪等灵巧手厂商,都带来了自己的产品;章鱼动力、超维动力、星动纪元等机器人本体厂商,也把自研灵巧手带到了展台上。
逛完 WRC 几乎所有灵巧手展位,并和多家灵巧手公司内部人士聊了一圈后,一个比较明显的感受是:灵巧手的技术路线正在变得越来越清晰。
今年的灵巧手展区,至少出现了三个值得关注的变化:
第一,20 个左右自由度的高自由度灵巧手越来越多,直驱、腱绳、混合驱动三条路线逐渐成形;
第二,触觉正在从「可选配置」变成灵巧手的常规能力,但厂商并没有收敛到某一种传感器路线;
第三,目前真正走量、落地的产品还不是二十多自由度的旗舰款,而是六自由度的五指灵巧手,其次是后起之秀——三指灵巧手。和本体厂商相比,真正把灵巧手放进完整应用场景里的展示仍然不算多。
(本文作者长期关注具身智能、灵巧手赛道,欢迎添加微信Starxin011 交流)
01
高自由度灵巧手:三条路线的取舍
高自由度灵巧手一直是厂商证明技术能力的一种方式。今年 WRC 展台上,20 个左右自由度的灵巧手已经相当常见,驱动路线也比较清晰:直驱、绳驱,以及直驱+绳驱的混合驱动。
直驱路线的代表产品包括:
灵心巧手 Linker Hand O30(20 个自由度,可量产);
曦诺未来 Prima 1(22 个自由度,关节内置力传感器);
强脑科技 Revo 3(21 个自由度,采用全直驱、可反驱的关节);
星动纪元 XHAND 1-PRO(21 个主动自由度,增加了小指侧摆独立关节)。
兆威机电旗下灵巧手品牌ZWHAND此次也展出了高自由度灵巧手产品 B21(21 个自由度)。
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星动纪元XHAND 1-PRO
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曦诺未来Prima 1(外观似乎有点眼熟?)
直驱的核心优势在于力传递透明,电机直接驱动关节,没有中间传动环节带来的误差,特别适合模型训练。目前高自由度直驱灵巧手的客户,也主要是高校和科研机构。
直驱的竞争焦点,在于如何同时兼顾尺寸、发热和负载。所有电机都挤在手上,手就做不小;电机挤在小空间里持续出力,发热就压不住;要出大力,体积重量又上去了。三个问题绕来绕去,最后都落在电机上,直驱灵巧手最终比拼的是电机研发、迭代能力。
绳驱的方案是把电机放在小臂或手腕里,通过腱绳拉动手指关节,优点是手指可以做得很细、惯量小,适合灵巧操作。
今年展会上,绳驱路线的代表产品包括灵巧智能的 DexHand021 Pro和章鱼动力的 OctoH-Hand。
灵巧智能的 DexHand021 Pro 是国内首款腕手一体双绳驱全仿生五指灵巧手,拥有 22 个自由度,展台上展示了盘核桃的技能。
章鱼动力的 OctoH-Hand 有 20 个自由度,据章鱼动力技术人员介绍,其自由度后续还会继续迭代增加。
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腱绳的优势是发热比直驱好控制。难点则是动力要经过腱绳传递,腱绳本身会产生摩擦、形变和力损失,材料还会涉及蠕变等问题,对腱绳材料和算法模型的要求更高。
而且绳驱方案大多采用臂手一体或腕手一体架构,有的客户不想要小臂、只想集成到手部,这时候绳驱就不太方便。
两条路线各有取舍,于是直驱+绳驱的混合驱动路线在今年展会上明显多了起来。绳驱‑直驱混合方案通常是将电机布置于掌心,腱绳布置在手指,通过腱绳驱动手指运动。
曦诺未来 Flex 2(23 个自由度,19 主动+4 被动)、因时机器人 RH524J1(24 个主动自由度)、超维动力 KAIHand(37 个自由度,包括 20 主动,1 被动,16 柔顺)都采用了这一方案。
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因时机器人RH524J1
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超维动力 KAIHand
超维动力灵巧手负责人高松解释,选择混合驱动是为了平衡腱绳的柔顺性和直驱在力控方面的优势。这样一来,既能保证手指出力,又能在1:1人手尺寸内集成20个电机。
当然,混驱并不是简单地把两套方案拼起来。高松告诉我们,混驱最大的工程难点之一就是走线:灵巧手本身空间就非常有限,直驱电机、腱绳以及各种线路都需要在有限的空间内完成布局。
一个值得注意的变化是,今年越来越多厂商同时布局多条技术路线。
灵心巧手覆盖连杆、绳驱和直驱;中科硅纪同时覆盖连杆、绳驱、直驱和混合驱动;曦诺未来也同时布局直驱、绳驱和混驱。
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中科硅纪展台
背后的驱动力是场景。多位灵巧手产品负责人都表示,没有一条路线能通吃所有场景,多路线布局是对客户需求的回应。现在灵巧手的技术路线之争,关键已经不是哪条路线对或错,而是哪个更适合特定场景。
另外,不少灵巧手开始重视柔顺和反驱能力。
星动纪元 XHAND 1-PRO 支持关节反驱,超维动力也把被动柔顺作为 KAIHand 的重要卖点。柔顺和关节反驱的设计能让手指撞到障碍物时,允许外力推着手指反向运动,减少碰撞和卡死带来的损伤。
对于需要频繁和环境接触的机器人来说,这种能力直接关系到交互安全和使用寿命。
还有一个小彩蛋是,Sharpa 虽然没参展,但他们最新的灵巧手Sharpa Wave SE被京东带到了现场,亮相京东展台。和Sharpa Wave一样,Sharpa Wave SE 具备 22个主动自由度与触觉能力,只是整体性能上做了调整,可面向更广泛的科研、开发和整机需求。
02
感知:触觉已成为标配
今年逛展一个直观感受是,触觉传感器几乎成了灵巧手的标配。而且触觉的范围在扩大,从指尖扩展到全掌。
走访各个展台后我们了解到,目前灵巧手主流的触觉传感器方案有四类:压阻式、电容式、视触觉、霍尔‑磁传感。
各家厂商对触觉传感器的选择并不拘泥于一条路线,有的混用多种方案,也提供选配。
压阻式是目前使用最广泛的,优点是薄、成本低,比较适合大面积铺设。章鱼动力、中科硅纪、曦诺未来的产品都选用了压阻式的传感器。
章鱼动力整手布了 1900 个触觉点。中科硅纪则在不同产品上采用不同等级的触觉方案,中科硅纪 CEO 张天懿介绍,成本敏感的产品会优先采用压阻式方案,如果需要更高性能,则可以进一步使用三维力、六维力等传感器。曦诺未来的 Flex 2 目前配的是压阻式,也可以选配视触觉。
傲意科技则主要采用电容式传感器,现场展出的 ROHand 全系列灵巧手 AP001、AP002、AP003 都装了触觉传感器。电容式触觉传感器的优点是高灵敏度、高精度以及出色的设计灵活性,天生可集成接近觉。
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傲意科技ROHand
视触觉路线的技术原理是通过内置微型摄像头「拍下」柔性皮肤受压后的形变图像,靠计算机视觉反推出受力、滑移、纹理信息,可以提供接近甚至超过人手触觉的信息密度,也是高端灵巧手青睐的技术方向。
曦诺未来 Prima 1 的指尖可以选装其自研的视触觉传感器,强脑科技 Revo 3 的指尖也融合了视触觉传感器;兆威机电则同时提供视触觉和压阻式方案。
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兆威机电灵巧手 B06、B21
帕西尼走磁-霍尔路线,其机器人手部搭载的自研触觉传感器能以0.01N 微力感知精度实时捕捉接触状态,分布力感知零件棱角,防止抓取滑脱。
从这些产品可以看出,厂商并没有因为触觉成为必选项,就迅速收敛到一种传感器。同一家公司、同一款产品可以提供不同触觉方案供客户选择。
这反映了一个现实:不同传感器在成本、尺寸、精度、信息量之间都有不同取舍。厂商最终选哪条路线,往往不是技术优劣的问题,而是考虑到产品定位和场景需求之后的综合选择。
触觉覆盖范围也正在扩大。过去大家更多关注指尖,现在越来越多产品开始把触觉铺到指腹甚至掌心。强脑科技 Revo 3 就采用全掌阵列触觉传感器。
而且,比选择哪种触觉传感器更重要的,是触觉数据的一致性。
高松提到,模型对触觉数据的一致性要求很高。如果不同传感器、不同批次或者不同采集状态下的数据差异太大,对于模型来说反而可能成为噪声。
触觉被认为是机器人进入物理世界的最后一块拼图,灵巧手和触觉厂商接下来要解决的核心问题是,这些触觉数据能不能真正被模型有效使用。
接近觉也在成为新的关注点。接近觉可以在真正接触之前感知物体距离,让灵巧手提前调整姿态和抓取轨迹,减少碰撞,也为更精细的抓取提供更多信息。
曦诺未来的 Flex 2 掌心有一个 ToF 红外设备提供接近觉。因时机器人的 RH524J1 系列感知层面融合了接近觉、触觉与深度视觉。星动纪元的 XHAND 1-PRO 也有厘米级非接触接近检测(10mm),在接触物体之前预判距离、提前规划抓取轨迹。
总体来看,触觉已经成为高自由度灵巧手的标配能力,但传感器路线、覆盖范围和数据处理方式都还在探索中。各家厂商的共识是必须要有触觉,但具体怎么做还没有统一答案。(关于触觉赛道的更多内部信息,欢迎添加作者微信 Starxin011 交流)
03
落地:六自由度+三指先行
如果只看展台,很容易得出一个判断:灵巧手行业已经进入高自由度时代。但和多家厂商聊完之后,会发现真实的市场情况并没有这么激进。
多家厂商都表示,目前真正走量、场景需求大的,依然是 6 自由度连杆灵巧手,其次是三指灵巧手。
张天懿透露,今年中科硅纪目标实现 3 万台年产能,其中 6 自由度产品预计占七八成,其余主要是三指产品。
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中科硅纪灵巧手
为什么是它们?
首先,6 自由度连杆方案已经足够成熟。
它的结构相对简单,刚性好,可靠性和成本都更容易控制。对于很多工业任务来说,机器人并不需要一只 20 多个自由度、能够完成复杂手指运动的「人手」,而只需要稳定地完成抓取、搬运、上下料等任务。
三指则是另一个折中方案。
它比五指灵巧手简单,但又比传统两指夹爪拥有更强的操作能力;同时,三指结构比较容易做负载,可以覆盖一些工业场景。
大寰机器人今年推出的三指灵巧手就很受欢迎,其三指产品负载达到 15kg,夹持力 50N,并采用模块化设计。
大寰灵巧手CEO 孙杰表示,大寰机器人的三指灵巧手能够兼顾可靠性与通用性,可满足工业场景落地干活的实际需求。
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中科硅纪也有三指产品 G 系列。中科硅纪生态副总裁李均鸿透露,其三指灵巧手产品对外标定的负载是 30Kg,但在实验室条件下,负载可以达到 50Kg。
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中科硅纪三指灵巧手产品
帕西尼的三指执行器 PXDex III 最大抓握负重为 5kg。
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傲意科技也带来了两款三指产品,目前仍在继续迭代。
三指正在成为一个有意思的产品形态:它没有高自由度五指手那么复杂,但已经能够解决一部分夹爪解决不了的问题。
高自由度灵巧手目前仍然受限于性能和耐用性,结构精密,工程上还有一些难关需要攻克,暂时无法大规模出量。
从产业落地的角度看,目前人形机器人也还没有普遍进入必须依赖 20 多个自由度灵巧手才能完成工作的阶段。
这时候,一只结构成熟、成本可控的 6 自由度手,或者一只负载更强的三指手,往往比一只参数漂亮的高自由度灵巧手更容易进入客户现场。
这也是今年 WRC 灵巧手展区和本体展区之间最大的反差之一。
本体厂商在火热地展示各种工业、物流、巡检场景,但仔细观察会发现,大多数机器人用的还是夹爪,或者六到十二自由度的灵巧手。自由度越低,控制和模型调试相对越容易。
这并不是说高自由度灵巧手没有场景,而是它距离大规模工程应用还有一段距离。
现场灵巧手做场景落地的展台并不多,大多还是 demo 性展示。但相比去年,已经有明显进步,能拿出来讲场景的主要有几家。
灵心巧手展出了灵心巧匠全自动机械臂产线,用灵巧手造灵巧手。产线由多台双臂双手形态的工作台集群构成,通过视觉识别与精准力控,多台工作台协同作业,自主完成从零部件抓取、装配到成品下线的完整流程。
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灵巧智能带来了可应用于电力巡检场景的多足-多臂协同电力运维机器人,可以完成打开柜门、按按钮、切换档位等电力巡检任务。这是与华中科技大学联合建设的「具身智能巡检操作机器人联合实验室」的项目成果。
中科硅纪的「无际」具身智能工业机器人现场演示了产线上下料:开关机床门、松开夹紧装置、抓取满载料盘、置换空盘、精准归位。
他们还做了「全球首个行业级灵巧手 24 小时持续工作现场直播」,循环抓取平台持续自主识别并抓取牛奶、矿泉水、药盒等不同形状、尺寸和材质的物体,运行温度稳定在 30 度左右。
虽然灵巧手真正的场景落地还不算多,但从订单和产能来看,市场已经开始发生变化。
傲意科技 CEO 倪华良透露,ROHand 系列 2026 上半年订单已突破一万台。目前其灵巧手相关合作伙伴已经接近 300 家,其中 90% 的客户还处于 POC 阶段;剩下 10% 的客户已经达到一定采购规模,而这部分客户中,又有一半进入了较大规模工程落地,单客户一年可以达到上千台。在整个收入结构中,约 10% 的客户贡献 90% 以上收入。
中科硅纪生态副总裁李钧鸿也透露,公司目前在手订单已超亿元。
对比去年,今年 WRC 灵巧手展台的变化是实打实的。
参数上,自由度卷到了 37 个,触觉点铺到了全掌,寿命标称 100 万次,亚毫米级定位、毫秒级响应成了直驱产品的常规指标。更多灵巧手动了起来,不再只是静态陈列。
当然,冷静地看,走到产线上的主要是六自由度和三指,高自由度灵巧手大多还在科研验证阶段,离规模化落地还有距离。触觉的一致性、真机数据的积累、模型的成熟度,每一环都还需要时间。
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