研究小组开发了“全手触觉机器人仿生手”

近日，由北京大学、北京通用人工智能研究院等单位组成的联合研究团队开发了世界上第一个具有全手高分辨率触觉和完整运动能力的机器人手系统——“基于全手触觉的机器人仿生手”(以下简称F—TAC Hand)，展示了中国在机器人前沿技术领域的创新能力，对于促进机器人技术的自主创新和国产化具有重要意义。北京时间6月9日在国际顶级学术期刊《自然机器智能》上发表了相关成果。

手不仅是人类改造自然与外界互动的重要器官，也是实现智力的关键载体。人类手部由27块骨头和34块肌肉组成，提供24个自由度的灵活性，具有结构高度复杂、功能极其精确的特点。因此，人类手部功能的研究是智能和机器人研究的前沿。

人的手在拿取物体时涉及两种能力:“触觉反馈”和“运动功能”。在过去的研究中，触觉反馈和运动能力的整合被认为是机器人研究领域的关键挑战之一。通过传感器和结构的一体化设计，研究团队使F—TAC 在保持完整运动能力的前提下，Hand实现了机器人手掌表面高分辨率触觉覆盖，使机器人能够像人类一样通过触觉反馈进行精确的操作和适应性抓取。

据悉，高分辨率触觉传感器覆盖手掌表面70%的区域，空间分辨率达到0.1毫米，相当于每平方厘米约10,000个触觉像素，远远超过当前商用机器人手的触觉感知能力。另外，F—TAC Hand还借鉴了人类手部的生物结构，将17个高分辨率触觉传感器集成到6种不同的配置中，使其在抓取过程中能够实时感知接触变化，并像人类手掌一样快速调整，大大提高了机器人在不确定环境下的运行稳定性。此外，研究小组还开发了一种算法，可以生成多样化的人类抓取策略，涵盖了19种常见的人类抓取类型。

试验结果表明，与没有触觉反馈的系统相比，F—TAC 在面临执行误差和物体碰撞风险时，Hand表现出显著的适应性优势，平均成功率从53.5%提高到100%。该研究结果有望促进机器人技术在医疗、工业制造、特殊环境作业等领域的应用。北京大学人工智能研究院助理教授朱毅鑫表示:“未来，我们将继续深化触觉感知与机器人控制的结合，探索更智能的体感交互模式，为实现真正的通用人工智能奠定基础。”