
当机器人已能进行拳击格斗时,能否完成拧螺丝这类精细操作,成为行业新的考验。为类人机器人设计具备实用价值的人手,被公认为最具挑战性的工程难题之一。
特斯拉CEO埃隆·马斯克对此直言不讳。他在一次虚拟采访中表示,手部、手臂及精细运动技能的实现难度“令人震惊”。他以将钉子旋入木板或打开腌菜罐为例,指出这些动作需要精确控制力度、精度及传感器反馈,通过机械手复制的难度远超预期。
“据我所见,目前没有任何手部设计——包括演示原型——能够胜任将自攻螺钉旋入木材的任务。但这正是‘擎天柱’(Optimus)机器人旨在达成的目标。”马斯克称。
设计权衡与传感器挑战
目前,业界对于如何最佳设计具备灵巧操作能力的人形机器人手部尚无统一标准。设计选择涉及诸多权衡,例如电机是置于手部还是臂部,以及选用何种传感器以确保可靠性。
将电机集成于手部意味着需使用更小的电机,可能导致设备更易损坏且输出力量有限。马斯克特别指出了传感器布局的挑战:“若将其放置得过于靠近表面,传感器极易受损。”他进一步解释,研发既能像人类手指一样发生弹性形变,又具备高循环寿命、不会在数千次使用后轻易断裂的触觉传感器,难度极大。
面对这一难题,部分机器人公司选择不模仿人手结构,而另一些企业则继续攻克。总部位于帕洛阿尔托的类人机器人制造商1X公司此前向媒体透露,其NEO机器人已实现“最接近人类灵巧度的手部”,该手部拥有25个自由度并具备防水功能。