一只手比整個人還貴,手藝活為啥這么難?

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一雙巧手 , 真有這么重要嗎?
40° 的夏天 , 窩在空調房的沙發上 , 開一罐可樂 , 再來一部電影簡直是人類終極享受 。
但就這么一個稀松平常 , 人人都會的開易拉罐動作 , 對于那些伸出圓手的機器人來說 , 是不可能完成的任務 。

作為發展的必經之路 , 咋讓人形機器人長手一直是研發的重點 。 以后的機器人要是沒有靈巧手 , 這人類 cosplay 已經 ooc 一半了 。
可問題來了:這么多人 , 花了這么多錢 , 這么多年 , 靈巧手到底是個啥情況呢?
我們查閱了不少資料 , 并采訪到了學術圈的專家 , 發現靈巧手看起來小小一個部件 , 里面的門道還真挺多 。
雖然靈巧手和人形機器人看起來是這兩年才火起來的 , 但實際上自上個世紀以來 , 相關的研究就沒停過 。
來自綜述論文《Dexterous hand towards intelligent manufacturing: A review of technologies trends and potential applications》

我們翻到一篇 1986 年的論文 , 發現這四十年前的手竟然和現在的外觀看起來沒啥兩樣 。
當時的人們 , 已經在暢想裝上雙手的機器人 , 能代替自己當牛馬了 。
來自 1986 年論文《Design of the Utah/M.I.T Dextrous hand》

但做個雛形容易 , 技術迭代就復雜得多了 。 這之后所有的進化 , 共同的目標都是為了讓機械手更靈活、全能、通用 , 更像人手 。
來自中科院自動化所的王博士表示 , 想把靈巧手做好 , 主要得在材料、傳感器、驅動三方面下猛料 。
首先 , 材料的改進 , 能讓靈巧手變得剛柔并濟 。
可以說 , 以前的手都是 “ 鋼鐵硬漢 ” , 讓它們來點微操 , 拿個易碎品就是一場純純的賭博 。
為了讓手更靈活通用 , 結構材料要追求更輕的重量 , 更高的強度 。 比如鈦合金骨架裹上柔軟的皮膚 , 上能工廠搬磚 , 下能捏雞蛋、撿薯片 , 重活細活兒都不在話下 。

而沒有觸感的手 , 充其量只能叫夾子 。 在一個個絲滑小連招里 , 怎么讓手觸碰、感受到物體 , 傳感器充當著機器人的神經細胞 , 起著至關重要的作用 。
從電阻、電容、電磁到各種各樣的柔性電子皮膚 , 神經越多的手越敏感 。 大伙兒都在努力往這個巴掌大的地方里塞東西 , 把傳感器卷得更小 , 更集中 。
納米材料做的電子皮膚

硬件發展的同時 , 軟件驅動上 , 靈巧手和它的賽博兄弟們一樣 , 也搭上了 AI 的東風 , 各種花活兒訓練 , 迅速解鎖了一堆技能點 。
比如前陣子我們逛的世界機器人大會 , 就有一些造型纖細 , 動作靈活的手 。 雖然它們大部分還是單獨展出 , 但也有裝在機械臂上 , 立刻吹拉彈唱樣樣精通的 。
所以 , 靈巧手的進化之路 , 也不光是它自己的事兒 。
人形機器人發展得飛快 , 要是靈巧手跟不上 , 整體的通用上限可就被牽制了 。

而隨著技術路線的選擇越來越多 , 市場定價的檔位和空間也就大了 。
我們翻了翻購物平臺 , 發現大部分機械手集中在幾千到幾萬的價位 , 最便宜的可能只要游戲里兩三發 648 , 最貴的能把小米 SU7 帶回家 。
比如下面這個上身基礎 , 下身 。。。 沒有下身的款 , 價格就比較親民 。

一兩千左右的手上一般沒啥高新科技 , 也不會配備高精傳感器和好看的皮膚 , 供大伙兒跑點簡單算法 , 擺個 pose 還是沒問題的 。
不過 , 便宜的東西咱一眼就知道它為啥便宜 , 這貴的 , 就各有各的不同了 。 有的貴在材料上 , 有的貴在電機上 。
【一只手比整個人還貴,手藝活為啥這么難?】像是下面這款 , 不止手的本體貴 , 傳感器更貴 。 據說是進口的高精度觸覺傳感器 , 一個一萬五 , 兩只手裝十個光傳感器就是十五萬 。。。

而在和王老師聊天的過程中 , 我們發現在不同需求場景下 , 定價差異確實很大 。 比如在純科研中 , 一只手七八十萬也是很常見的 。
這種金貴的小手技術復雜 , 很難量產 , 用的時候不能磕著了 , 不能累著了 , 不然就要得個燒錢的小毛病 。
但是要說放在服務型機器人上 , 本體可能才三萬塊 , 裝個幾十萬的手有點夸張了 , 反正能動就行 , 不必太精準 。
高端科研與實際應用之間的巨大鴻溝 , 也正反映了當下靈巧手市場的復雜現狀 。

整體來說 , 我們感覺靈巧手的定價還是很難明確的 , 大伙兒原材料來自四面八方 , 不量產成本難降 , 每個手的衡量標準也不一樣 , 沒法給技術含量錨個價 。
像是有的手參數里會提到傳感器精度 , 但到了另一家就不提這個參數;有的手更重視最大負載 , 但有的更注重指尖感知;這款用的是國產自研傳感器 , 那款用的是進口電機 。。。
只能說現階段的各個靈巧手都有它們的優勢和缺點 , 哪個更好也要看具體需求 。
或者等人形機器人長大了 , 讓孩子自己來挑吧 。。。

最后 , 大伙兒可能都有過和江江一樣的疑惑 ——和機器人為啥一定要人形一樣 , 靈巧手為啥一定要追求五指?
除了應用場景下 , 五指能干的活兒更多以外 , 王博士還從學術的角度 , 意外給我們打開了新世界的大門 。
現在的機器人訓練數據緊缺 , 全靠人體采集 。 而在五根手指的人手引導下 , 三四根機械手指的形態有差異 , 學得就是不如五根的好 。
這個來自學術的答案 , 讓這條擬人的研究之路顯得非常正確合理 。 盡管當前靈巧手不柔軟 , 不穩定 , 甚至不太靈巧 , 我們依然是在向正確的方向前進的 。
或許我們離那雙能輕松打開可樂罐的神之一手還有很遠 , 但思路已經很清晰 , 剩下的可能就是用技術和時間 , 來填補這段漫長的距離吧 。

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