人体最精细部位,零件密集
要控制需极其复杂计算
难以实现如人般精细触感与快速反应

类人机器人:为什么手始终无法做到像人类一样 View original image

Elon Musk的特斯拉和现代汽车集团旗下的Boston Dynamics等公司,公布了从明年起正式在汽车工厂部署人形机器人这一雄心勃勃的计划。特斯拉的“Optimus”和Boston Dynamics的“Atlas”目前都还无法像人手那样精密运作。但如果未来人形机器人被制作成家用产品,与人手相似的机器人手极有可能成为核心技术。


在当前人形机器人的多个身体部位中,手被认为是最难以做得像人类的部位。全球顶级人形机器人企业也在打造能像人手一样动作的机器人手方面遭遇困难。2日,现代汽车证券通过题为《人形机器人的核心:机器人手》的报告,对此原因进行了详细说明。


“人手太复杂了”——尺寸、重量与成本的限制

首先是结构复杂性。人类的手由25块以上的骨骼、30个以上的关节以及多种肌肉组织精密连接而成。即便只是活动一根手指,也需要多块肌肉和肌腱同时以极小幅度运作。


类人机器人:为什么手始终无法做到像人类一样 View original image

要在人形机器人的机器人手上实现这种动作,就需要数十个执行器(驱动机器人关节运动的驱动装置)。尺寸、重量、成本等问题不可避免。目前专门集中开发机器人手的企业不断增加,但其价格最高可达数千万韩元,这一点也从侧面印证了上述问题。

要控制则需要过于庞大的计算量

人类可以通过脑—神经系统直观地同时控制众多身体部位。比如执行“捏住鸡蛋但不能捏碎,同时把旁边的杯子握紧”这样的指令,对人来说非常容易。


但机器人必须通过算法计算所有关节后再进行控制。对人形机器人而言,根据情境以不同力度抓取物体,并计算这种力度究竟处于什么水平,并非易事。

类人机器人:为什么手始终无法做到像人类一样 View original image

很难像人类一样精确感知触感

人类的手上有数千个触觉、压力和温度感受器,因此可以在无意识状态下感知细微的触感差异。触感的感知同样通过神经系统传递到大脑,大脑立即下达反应指令,使手即时动作。


但装入机器人手中的触觉传感器是有限的,因此其数据处理的速度和精度难以达到人类那样的高度。众多人形机器人开发公司因为这种技术局限,目前仍采用两指、三指夹爪式结构,这也是原因所在。


机器人手能力的重要性日益提升

不少观点认为,要让人形机器人能够精细地抓取和移动针、线缆、鸡蛋等微小物体,五指结构是必不可少的。此外,人类社会中大量物品和工具都是以人手为基准设计的,如若不借助额外设备就要使用这些物品,也必须配备五指之手,这一观点同样存在。


为了让机器人手能像人手一样运作,最终必须设计出既能在适当位置充分配置执行器和传感器等部件,又能降低成本的方法。Hyundai Motor Securities分析师Park Junyoung表示:“近期在韩国国内也出现了一些企业,在实现足够自由度的同时大幅降低了成本,开发出了机器人手。未来在人形机器人产业的发展过程中,具备以低成本制造高度复杂机器人手的能力至关重要。”



证券业界将Robotis、Rainbow Robotics、KNR Systems列为机器人手开发相关的上市公司。而生产执行器、减速器、传感器、电机等机器人手内部零部件的上市公司则包括Higen R&M、Yujin Robot等。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。