天津
10月1日，波士顿动力公布新一代人形机器人Atlas的手部方案：四指、13个自由度、关节直驱，面向工业和物流现场的灵巧作业，并按仿真到现实的强化学习路径做了针对性设计。
业界给人形机器人配手，通常尽量仿人手。人手既能做精细动作，也能发力；现有工具多按人手尺寸设计；人类操作演示数据也更充足。但真正能用的机器人手，并不只看理论能力。灵巧、力量、耐用、成本、可维修性和感知相互制约，设计必须取舍。手既要完成大量实际任务，包括使用工具；又要扛得住工业和物流现场的磨损；还要尽量缩小与人类演示数据之间的本体差异，便于高保真仿真和合成数据生成，并支持低成本、大批量制造与维修。
这只新手就是上述取舍的结果。它有13个自由度，关节直驱，按高保真仿真和sim-to-real强化学习设计，服务于需要灵巧性的体力劳动，并与新一代Atlas配套。新一代Atlas载荷超过100磅，结构也更利于规模化制造。
上一代手有7个自由度，主要用来抓取多种物体；这一代的重点则从“抓住”转向“操作”。结构改为四指，拇指更灵巧，合计13个自由度。关节保持高透明直驱，全手只用一种执行器。执行器完全封装，关节处没有易损线缆。手的尺寸接近较大的人手，以便伸进为人设计的空间、使用现有物品，并缩小与人类操作数据的差距。借助多项执行技术，力量与上一代相当，仍能搬运装载后超过100磅的迷你冰箱。指尖和手掌覆盖密集压力触觉传感器，可以捕捉细小接触；执行器可反向驱动、传动透明，使本体感觉足以支撑敏捷的灵巧动作。
运动学上也做了调整。四自由度对掌拇指更接近人手构型，其余手指各有三个自由度，可以张开，也能完整控制指尖。由此可以实现：拇指指尖沿其他手指的长度和宽度滑动；拇指与任一手指的灵巧捏取；三指抓取；以及扣动扳机类工具的抓握，包括电钻、电动扭矩起子、打磨机、钉枪和焊枪。
为何不设小指，设计初期团队争论很大。首席技术官Zack让成员把小指和无名指绑在一起过一天，再汇报做不到什么。实验结束后，结论一致：不要小指。四指、13个自由度已经足以支持手内重定向、抓取打滑后的恢复，以及握持工具并按压扳机。多一根手指就要再加三个执行器，成本、体积和故障概率都会上升。公司援引“最好的零件就是没有零件”，把这一选择视为面向大规模、低成本可靠制造的长期判断。
训练路径上，波士顿动力认为直接模仿人类演示有明显局限。手套或通用操作接口等可穿戴设备，便于采集视觉场景和接触信号，但抓不到控制灵巧手所需的高速动作信号，更适合作为操作直觉的预训练，而不是高性能策略的直接部署依据。与全身控制类似，仿真中的强化学习被视为解决灵巧操作的必要环节。刚性直驱、可反向驱动的传动，以及对齿槽效应和摩擦的补偿，使手部可以较高动态保真度进入仿真，从而在电机力矩曲线、表面摩擦系数、物体几何和任务扰动的随机化条件下，训练更稳健的控制策略。公司称，动态任务上的sim-to-real迁移已有初步结果：行为在仿真中经域随机化训练后，到硬件上只需依靠高频率执行器本体感觉即可直接运行。
公司还解释了人形机器人为何需要灵巧手。现有工业自动化多依赖严格受控的零件摆放和专用夹爪；人形机器人的价值在于泛化，要从货架、周转箱、纸箱、槽位、隔间或堆料中，以任意姿态抓取并放置不同零件。再往现有自动化尚未覆盖的环节看，使用工具、处理柔性线缆、料箱拣选等，更离不开灵巧性。真正通用的灵巧操作器，不会是一只过度复杂的手，而是一只可靠、并且会使用工具的手。亚里士多德曾把人手称为“工具的工具”。能使用工具所需的灵巧性，是把人形机器人变成未来通用机器的核心能力之一。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
