作為全球機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用的頂尖盛會(huì)，2024世界機(jī)器人大會(huì)于8月21日至25日在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)亦創(chuàng)國際會(huì)展中心舉行，吸引了全球科技界的目光。
本次大會(huì)上，169家企業(yè)展出600余件創(chuàng)新產(chǎn)品，首發(fā)新品60余款。其中，人形機(jī)器人是本屆大會(huì)當(dāng)之無愧的亮點(diǎn)，來自北京具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心、宇樹科技、優(yōu)必選、智元、銀河通用、星動(dòng)紀(jì)元等領(lǐng)先企業(yè)的27款人形機(jī)器人整機(jī)在博覽會(huì)亮相。
與此同時(shí)，在人形機(jī)器人關(guān)鍵執(zhí)行部件的機(jī)器人靈巧手領(lǐng)域，行業(yè)頭部企業(yè)因時(shí)機(jī)器人本次也展出最新研發(fā)的FTP系列仿人五指靈巧手，并現(xiàn)場(chǎng)展示多種應(yīng)用方案?，F(xiàn)場(chǎng)可以很直觀看到，搭載該款觸覺靈巧手后，機(jī)器人能夠絲滑執(zhí)行擰螺絲工作任務(wù)，以及具備熟練操作電鉆的工具使用能力，這種超凡性能與創(chuàng)新技術(shù)引起業(yè)內(nèi)震撼。
因時(shí)機(jī)器人市場(chǎng)總監(jiān)房海南對(duì)機(jī)器人大講堂介紹，該款FTP系列顛覆性地將靈巧手壽命提高到百萬次以上，相較同類型產(chǎn)品壽命高出10倍有余。同時(shí)，靈巧手單指指尖輸出力3kg，能為工業(yè)自動(dòng)化和智能機(jī)器人提供更具競(jìng)爭力的解決方案。
驚艷登場(chǎng)，開啟感知新篇章
靈巧手有自由度、操作精度、負(fù)載能力、感知能力等幾大關(guān)鍵指標(biāo)，這些指標(biāo)共同決定了靈巧手的性能和應(yīng)用范圍。在此前機(jī)器人大講堂的采訪中，因時(shí)機(jī)器人就透露，在原先，靈巧手以實(shí)驗(yàn)室研究場(chǎng)景為主，在工業(yè)領(lǐng)域靈巧手仍然存在壽命低、負(fù)載能力弱等方面的不足，使得機(jī)器人廠商對(duì)將靈巧手應(yīng)用于多行業(yè)仍存疑慮。
作為行業(yè)頭部企業(yè)，因時(shí)機(jī)器人一直希望打破靈巧手的應(yīng)用壁壘，幫助機(jī)器人能夠勝任如精密裝配、醫(yī)療手術(shù)等更多復(fù)雜的任務(wù)，拓寬機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，提高機(jī)器人的實(shí)用性和價(jià)值。
基于這種設(shè)計(jì)理念，我們發(fā)現(xiàn)FTP系列觸覺靈巧手主要強(qiáng)化了兩個(gè)關(guān)鍵詞：觸覺、壽命，同時(shí)保持并拓展了因時(shí)靈巧手一如既往的強(qiáng)項(xiàng)：負(fù)載能力。
之所以持續(xù)迭代優(yōu)化靈巧手的觸覺特性，是因?yàn)橥ㄟ^觸覺傳感器，靈巧手能夠?qū)崟r(shí)感知與物體的接觸力、壓力分布等信息，為精確控制提供數(shù)據(jù)支持，這種高精度感知能力有助于人形機(jī)器人等產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)和安全的操作，并達(dá)成復(fù)雜任務(wù)。
加入觸覺傳感器后，結(jié)合因時(shí)機(jī)器人靈巧手原有的內(nèi)置力傳感器，人形機(jī)器人能夠感知到機(jī)器人與環(huán)境的交互情況，包括接觸目標(biāo)的位置、形狀、剛度、柔軟度、紋理等物理屬性，以及接觸物體的受力情況，這使得機(jī)器人能夠更精準(zhǔn)地抓取和操作各種物體，尤其是那些形狀不規(guī)則、質(zhì)地柔軟的物體，如雞蛋、水果等，并快速獲取現(xiàn)實(shí)物理數(shù)據(jù)，為人形機(jī)器人的深度學(xué)習(xí)以及模型泛化能力提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
在世界機(jī)器人大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)擰螺絲任務(wù)演示中，我們可以看到，借助FTP系列觸覺靈巧手，機(jī)器人可以精準(zhǔn)無誤地完成擰螺絲的工作，觸覺能力幫助靈巧手精準(zhǔn)感知到擰螺絲精細(xì)操作的受力變化并即時(shí)調(diào)整力的大小，展現(xiàn)其高度靈活性和協(xié)調(diào)性。同時(shí)，靈巧手也能夠熟練操作電鉆等人類常用的電動(dòng)工具，體現(xiàn)其在工業(yè)應(yīng)用中的強(qiáng)大潛力和適應(yīng)性。
當(dāng)然，在靈巧手中集成多個(gè)觸覺傳感器難度并沒有想象中那么簡單。如何確保多個(gè)觸覺傳感器能夠協(xié)同工作，提供準(zhǔn)確、全面的感知信息，是制造過程中的一大挑戰(zhàn)。據(jù)悉，F(xiàn)TP系列仿人五指靈巧手上，單手集成12個(gè)觸覺傳感器模塊，分別布置在手指和手掌部位，可實(shí)時(shí)獲取掌內(nèi)各部位的觸覺信息。
能夠在體積如此之小的手部集成如此多的傳感模塊，這背后就是因時(shí)機(jī)器人基于長期積累下來的極強(qiáng)設(shè)計(jì)集成能力，采用了高集成度和模塊化設(shè)計(jì)，讓靈巧手的結(jié)構(gòu)更加緊湊，才很好地考慮到了精度、耐用性之間的平衡，而后通過高精度的驅(qū)動(dòng)器和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)關(guān)節(jié)和手指的精確控制，最終才使其具備高精度觸覺的同時(shí)，兼顧高效、穩(wěn)定的抓持運(yùn)動(dòng)能力。
卓越抓握力，重新定義力量標(biāo)準(zhǔn)
足夠的抓握力是確保靈巧手能夠穩(wěn)定抓取和操作各類工具的基礎(chǔ)，這并不同于通常機(jī)器人所講的負(fù)載，負(fù)載只是手通過各種姿勢(shì)能夠拿起并維持動(dòng)作的物品重量，這一指標(biāo)與靈巧手自身的結(jié)構(gòu)剛性有較大關(guān)系。指尖輸出力類似人手的手勁，能否捏緊、扣動(dòng)扳機(jī)、點(diǎn)按按鈕等更考驗(yàn)這一指標(biāo)。從需求層面而言，只有靈巧手整手具備一定的抓握力，指尖足夠靈活且輸出力大，才能在不同工作場(chǎng)景和任務(wù)中具備更強(qiáng)適應(yīng)性。
因時(shí)靈巧手3kg手指輸出力的背后，得益于其對(duì)于微型伺服電缸這一核心技術(shù)的深耕。因?yàn)閺募夹g(shù)而言，手指主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推拉力水平是靈巧手抓握力的決定性因素之一，而因時(shí)機(jī)器人采取的方案，主要通過微型伺服電缸這個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
通過多微型伺服電缸產(chǎn)品組合后，靈巧手產(chǎn)品集成度更高，且具備典型的驅(qū)動(dòng)力大、控制精度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，這與因時(shí)自主設(shè)計(jì)采取的傳動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)能夠更好適配，運(yùn)動(dòng)和力從執(zhí)行器傳遞到靈巧手的手指關(guān)節(jié)非常高效。傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和性能往往也直接影響了靈巧手的抓取力和操作精度，最終才能滿足工業(yè)場(chǎng)景下高精度、高負(fù)荷作業(yè)需求。
在此之前，因時(shí)靈巧手四指用的微型伺服電缸推拉力可以達(dá)到105N，也就是10.5kg。而FTP系列進(jìn)一步對(duì)微型伺服電缸性能進(jìn)行了升級(jí)，四指推拉力可以達(dá)到300N，也就是30kg，對(duì)應(yīng)手指末端的指尖抓握力就可以達(dá)到3kg，重新定義了力量的標(biāo)準(zhǔn)。
同時(shí)，基于自研自產(chǎn)的微型伺服電缸，因時(shí)機(jī)器人還很好地做到了降本增效，通過多行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，降低了該產(chǎn)品的公攤成本，并保證了產(chǎn)品的可靠性，最終表現(xiàn)在FTP系列的性價(jià)比在業(yè)內(nèi)依然位居領(lǐng)先。
當(dāng)然，在工業(yè)場(chǎng)景中，核心零部件的可靠性直接影響產(chǎn)品最終的壽命。提高靈巧手抓握力是為了更好滿足工業(yè)場(chǎng)景需求，又因?yàn)樵诠I(yè)等應(yīng)用場(chǎng)景中，靈巧手需要長時(shí)間、高負(fù)荷地工作，所以保持靈巧手抓握力的同時(shí)，長期穩(wěn)定可靠性也是制造商需要重點(diǎn)研究的問題。
因時(shí)機(jī)器人為了讓靈巧手能夠?yàn)槿诵螜C(jī)器人進(jìn)廠保駕護(hù)航，近年來不僅在設(shè)計(jì)和制造過程中充分兼顧如材料疲勞、磨損、腐蝕等各種因素，而且還需要考慮工業(yè)場(chǎng)景適用性，持續(xù)優(yōu)化了靈巧手控制策略、改進(jìn)材料和工藝，最終才能做到將觸覺、負(fù)載、壽命等核心指標(biāo)保持在合理的均衡范疇。
綜合對(duì)比來看，目前因時(shí)機(jī)器人超百萬次的使用壽命，大幅提升了傳統(tǒng)靈巧手的壽命水平，這意味著該產(chǎn)品能夠有效減少維護(hù)成本，提升生產(chǎn)效率，成為機(jī)器人工業(yè)應(yīng)用的堅(jiān)實(shí)后盾。
機(jī)器人觸覺技術(shù)的無限可能
加入觸覺的靈巧手將為人形機(jī)器人帶來了諸多新可能。
在工業(yè)、醫(yī)療、教育、娛樂等領(lǐng)域，具備觸覺的靈巧手無疑可以根據(jù)用戶的需求和喜好提供更加個(gè)性化的服務(wù)。
例如在工業(yè)領(lǐng)域，人形機(jī)器人采用FTP系列仿人五指靈巧手，可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的線束整理、裝配、檢測(cè)和維修等操作，不僅可以更好補(bǔ)齊工業(yè)自動(dòng)化缺口，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還可以降低人工成本和風(fēng)險(xiǎn)。例如在醫(yī)療領(lǐng)域，機(jī)器人可以通過觸覺提供更加精準(zhǔn)的治療和護(hù)理。而在家庭環(huán)境中，人形機(jī)器人通過搭載具備觸覺的靈巧手，可以更加安全、可靠地完成如烹飪、清潔、照顧老人和兒童等各種家務(wù)任務(wù)。
本次世界機(jī)器人大會(huì)上，因時(shí)機(jī)器人亮相的最新FTP系列仿人五指靈巧手，不僅是其技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)晶，更是其長期深耕核心零部件，持續(xù)拓展技術(shù)應(yīng)用邊界的體現(xiàn)。未來該款產(chǎn)品有望快速助力人形機(jī)器人步入智能制造、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，成為人形機(jī)器人場(chǎng)景落地的重要推動(dòng)力。
我們期待看到因時(shí)機(jī)器人這套靈巧手技術(shù)體系能夠持續(xù)進(jìn)化，助力人形機(jī)器人等更多產(chǎn)品，在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為人類社會(huì)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
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