我国突破机器人触觉感知技术 人形机械手首次实现类人触觉操作

问题——“看得见”仍“做不好”,精细操作成瓶颈 近年来,深度学习与计算机视觉快速发展,机器人环境感知、目标识别、路径规划诸上能力明显提升,并工业分拣、仓储搬运等标准化场景实现规模化应用。但当机器人离开相对规则的环境,进入更复杂、接近真实生活的物理世界,执行装配、抓取、整理等精细操作时,普遍遇到“看得见却做不好”的难题:仅靠视觉难以校正细微偏差,也难以稳定控制接触力与摩擦状态,导致操作质量与可靠性不足。 原因——触觉能力缺口与传感器路线局限叠加 业内普遍认为,触觉感知是机器人实现灵巧操作的关键,相当于人手的“神经末梢”。一上,当前不少人形机器人仍主要采用阵列式触觉传感器方案,如压阻、电容、霍尔效应等路线,但受分辨率、抗干扰能力以及对切向力、摩擦/滑移状态表征不足等限制,难以输出足够细、可用于闭环控制的高质量触觉信息。另一方面,触觉信息缺失也拖累训练与迁移:过去的数据多集中视觉与动作轨迹,“接触过程”该反映物理交互的核心维度长期不足,使得在仿真或受控环境中学到的策略落到真实场景时更易偏离,形成“虚拟训练与现实操作脱节”的痛点。 影响——从装配到柔性物体抓取,触觉短板直接制约应用拓展 触觉不足首先影响精密装配等高要求任务。在插接、对位、旋拧等操作中,微小位置误差往往需要触觉反馈实时修正,缺少触觉闭环容易出现卡滞、磨损甚至损坏。其次,面对草莓、薯片等易碎品,以及织物、线缆等柔性物体,抓取与搬运需要综合判断接触力分布、切向力、扭矩和滑移趋势;如果只能“看形状、不知手感”,就容易用力过猛导致破损,或力度不足导致滑落。更深层的影响在于通用性:缺少触觉维度,机器人对材质、摩擦系数、表面纹理等关键物理属性理解不充分,限制其在非结构化环境中的泛化能力与安全性。 对策——以视触觉为代表的新路线补齐“指尖感知”,强化闭环控制与数据采集 针对上述短板,业内正在加快触觉技术的产业化探索。其中,基于视觉原理实现触觉测量的“视触觉”方案,被学术界和产业界认为是更具潜力的路径之一。国内企业纬钛机器人近日推出覆盖感知、执行、数据采集等层级的视触觉核心产品,并发布面向灵巧手的视触觉仿生指尖产品GF515,尝试在尺寸、分辨率与刷新率之间取得更好的平衡。 据企业介绍,该指尖产品针对灵巧手末端空间紧张的工程约束进行小型化设计,标准尺寸约15×27毫米、重量不足15克,接近人类指尖尺度,便于在多指灵巧手上集成。在感知能力上,其触觉信息密度达到每平方厘米上万点,可捕捉微米级纹理细节,并可探测法向力、切向力、扭矩等多维力信息及滑移状态;最低可感知约0.01牛的力变化,刷新率可达120赫兹,以满足毫秒级闭环控制需求。业内人士认为,高分辨率与高频反馈的结合,有助于机器人在接触过程中更稳定地进行力控与姿态微调,为精细操作提供基础支撑。 同时,触觉产品的产业化价值不止在于“补硬件”,更在于推动数据体系升级。相比单一的视觉或轨迹数据,融合视觉、触觉与动作信息的多模态数据更能还原真实接触过程,为策略训练、质量评估和可迁移性提升提供基础。随着触觉传感器向更小体积、更高可靠性、更易部署方向演进,围绕触觉数据采集、标注、评测与共享的产业链环节有望加快完善。 前景——从“可用”走向“好用”,触觉或成下一阶段竞争焦点 从行业趋势看,机器人正从“能动起来”走向“把事干好”。未来一段时间,触觉能力可能成为人形机器人与灵巧手竞争的关键指标之一:其一,决定复杂任务的成功率与一致性;其二,影响多行业落地时的安全边界与成本结构;其三,关系到通用性与规模化部署能力。随着制造、物流、服务等场景对精细化操作需求上升,触觉与视觉的深度融合将推动机器人从“可展示”走向“可交付”,并带动传感器、控制算法、数据平台与评测标准的协同发展。 结语: 触觉感知能力的突破,意味着人形机器人技术进入新的阶段。从“能看”到“能摸”,不仅扩展了感知维度,也直接提升了机器人的灵巧性与智能水平。随着视触觉等传感技术逐步落地,人形机器人有望跨越“看得见”到“做得好”的鸿沟,在精密制造、医疗护理、危险作业等领域释放更大潜力。这也提示我们,通用人工智能的实现离不开对人类感知系统的更深入模拟与学习。未来,具身智能的重要方向将是多感官的深度融合,只有如此,机器人才能更可靠地成为人类的助手。

触觉感知能力的突破,意味着人形机器人技术进入新的阶段。从“能看”到“能摸”,不仅扩展了感知维度,也直接提升了机器人的灵巧性与智能水平。随着视触觉等传感技术逐步落地,人形机器人有望跨越“看得见”到“做得好”的鸿沟,在精密制造、医疗护理、危险作业等领域释放更大潜力。这也提示我们,通用人工智能的实现离不开对人类感知系统的更深入模拟与学习。未来,具身智能的重要方向将是多感官的深度融合,只有如此,机器人才能更可靠地成为人类的助手。