机器人的灵巧性差距
机器人的思维能力与其物理执行能力之间的差距一直是实际机器人学的中心限制。AI系统在规划、推理和响应视觉和触觉输入方面已取得显著成就，但将这种智能转化为精细运动控制——使人类能够穿针、接住掉落的玻璃或通过触觉分类混合物品的那种控制——仍然是该领域最困难的工程问题之一。末端执行器，即机器人臂末端的手，是智能与物理世界相遇的地方，而大多数当前设计远未达到人类能力。
专门研究灵巧机械手和夹爪的韩国公司Tesollo推出了一款设计用于显著缩小这一差距的装置。DG-5F-S是一款拥有20个自由度的五指机械手，经过工程设计以在人形机器人平台集成所需的尺寸和重量限制内复制人类化关节。重量不足900克（约2磅），它的设计可安装在人形机器人的臂末端，而不会破坏系统的平衡和动力学。
技术规格
DG-5F-S的20个自由度代表了相对于大多数商业机械手（通常提供6到12个自由度）的实质性进步。每个自由度对应一个独立的关节轴——一个部件可以独立弯曲、伸展或旋转的方向。凭借五个手指上的20个DoF，DG-5F-S可以产生比更简单设计更广泛的抓握配置和操纵运动范围，包括捏合抓握、力量抓握和灵巧手内操纵，这些是人手使用的特征。
执行系统使用电动马达和肌腱驱动机制的组合——一种设计方法借鉴了人手的解剖学，其中前臂肌肉通过肌腱向指关节传递力量。这种分布式执行策略将重量保留在手指外部，改进了手的动态性能，使其对冲击损伤的易损性降低。
传感器集成
没有传感的灵巧性是有限的。DG-5F-S在指尖和手掌表面整合了分布式触觉传感器，提供接触力和压力分布数据，更新速率适合实时控制。这些传感器使控制系统能够在完全滑动之前检测物体是否从握力中滑落，并相应调整握力——这是处理易碎物品、可变形物体和具有不可预测表面特性物品所必需的能力。
传感器套件还包括关节位置编码器，分辨率足以检测与命令位置的微小偏差，实现了精确的力控制操纵所需的那种能力，用于插入连接器、操作工具或处理电子元件等任务。
目标应用和平台集成
Tesollo专门为人形机器人平台集成设计了DG-5F-S，这个市场在过去几年中经历了戏剧性的投资和发展活动。包括Figure、Agility Robotics、1X和Boston Dynamics的Atlas计划在内的公司都需要高灵巧度机械手来扩展其机器人的任务范围，从运动和简单物体处理到制造、物流和服务环境中发现的更广泛的操纵任务。
不足2磅的重量规格反映了大多数现有人形平台的臂设计所施加的有效载荷限制。如果手太重，将迫使臂结构、传动系统尺寸和电池容量进行妥协，这些妥协会级联影响整个机器人设计。通过保持DG-5F-S在大多数人形臂设计可以容纳的重量范围内，Tesollo使该装置成为已在开发或部署的平台的即插即用升级选项。
市场时机
DG-5F-S的推出恰逢人形机器人产业从概念验证演示过渡到早期生产部署。几家公司已宣布在未来两到三年内为数千台人形单位的生产承诺，为组成人形机器人的每个子系统创造了近期需求。来自专业供应商的商用高灵巧度机械手减少了每个人形开发者需要独立解决的重要工程挑战之一。
Tesollo作为专业供应商的定位——类似于摄像头模块制造商或电池制造商在消费电子生态系统中的运营方式——反映了一个赌注，即人形市场将足够大以支持专业组件供应商，而不是要求每个机器人制造商在内部开发每个子系统。随着市场发展，这种生态系统结构将通过使每家公司能够将资源集中在其独特的竞争力上，加速整体进展。
本文基于Interesting Engineering的报道。阅读原文。
Originally published on interestingengineering.com