為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡?

2025年07月25日20:10:20 財經 5223

近年來,人工智慧在語言理解、視覺識別等非物理交互領域取得了顯著進展,但在涉及實際物理操作的靈巧控制方面,機器人的能力仍然相對薄弱。即使是簡單的抓取、操控等任務,現有機器人系統的表現仍遠不及人類,甚至難以達到嬰幼兒的靈活程度。

在靈巧手技術領域,目前尚未形成統一的技術路線標準。2指、3指、4指和5指構型等各類設計方案,以及繩驅、直驅等驅動方式,仍處於並行發展階段。從產業化進程來看,靈巧手技術仍處於關鍵技術攻關和方案驗證階段。

▍以人手為天然範本,錨定仿人繩驅式五指

在機器人靈巧操作領域,仿人靈巧手的設計需要滿足多方面的技術要求。從功能需求來看,理想的靈巧手應當具備高自由度運動能力、精確的力位控制、環境自適應性和快速響應等特性。這些需求與人手的操作特性高度吻合,也決定了五指仿生結構的技術合理性。

人類雙手是長期進化的優化成果,其結構為靈巧手仿生設計提供了天然範本。五根手指中,拇指可對握,與四指協同完成抓、握、捏等動作;指節比例接近黃金分割(如中指三節長度比約為1:0.6:0.4),在靈活性與力量間達到平衡;每指三關節的設計實現毫米級操作精度;皮膚、肌腱與骨骼的配合,既保證發力能力,又具備 0.1mm 紋理感知的精細觸覺。

為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡? - 天天要聞

出自論文《The GRASP Taxonomy of Human Grasp Types》,將33 種抓握類型納入GRASP分類體系所得四種分類

然而,人手在高危(如核輻射、高溫)、超精密(如微電子組裝)或高強度(如持續搬運)場景中存在生理局限,這催生了對仿生機械手的需求。理想的仿生機械手需繼承人手的靈活性與觸覺感知能力,彌補傳統機械臂的功能短板,勝任人類難以直接完成的任務。

在機械結構上,二指、三指機械手雖在特定場景下具有成本或結構優勢,但在操作多樣性和適應性方面存在明顯局限。四指結構在功能上雖已更接近人手,但仍難以完全復現拇指的對掌功能。這種功能缺失在需要精細操作或工具使用的場景中尤為明顯。五指結構相比其他構型,在功能完備性方面具有明顯優勢。

在驅動方式上,剛性傳動靈巧手通過齒輪、蝸輪蝸桿、滾珠絲杠、連桿等機構直接傳遞電機扭矩,具有能效高、響應快、結構緊湊等優勢。微型模塊化設計雖進一步優化了其空間利用率,但也帶來了功率密度與散熱限制、靈巧性與負載能力矛盾、感測器集成困難以及微小型化帶來製造與可靠性問題等關鍵挑戰。與剛性傳動相比,繩驅傳動原理類似人類用肌腱控制手指,主要藉助柔性繩索來傳遞動力,其核心設計在於將大功率驅動源(相同力輸出情況下發熱量較小)配置於遠端(如手掌內、小臂等部位),通過精心設計的滑輪與導管走線系統,有效降低末端執行器的重量與轉動慣量,顯著提升動態響應性能。

為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡? - 天天要聞

在核心挑戰上,類人靈巧手研發的關鍵在於仿生復現人手22 自由度的超冗餘運動機制,其難點是構建類似生物肌肉 - 肌腱系統的高度集成驅動體系,以滿足肌肉的非線性力學特性。而繩驅傳動因物理特性接近肌肉,可實現動力源與關節的分離設計,既能充分利用手掌或小臂空間提升功率密度,又能降低散熱難度。這種設計在工程層面更易平衡高密度集成、散熱、壽命與智能控制等要素,成為突破五指靈巧手技術瓶頸的關鍵路徑。

為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡? - 天天要聞

基於上述技術邏輯與功能需求,靈巧智能選擇了仿人繩驅式五指靈巧手這一技術路線。該路線既繼承了人手五指結構的功能完備性優勢,又通過繩驅傳動方式克服了剛性傳動的固有局限,能夠更好地應對類人靈巧手研發中的核心挑戰,為實現高靈活性、高精度、強適應性的仿生操作提供了可行方案。而基於這一技術路線,靈巧智能也已推出了DexHand021、首款腕手一體雙繩驅仿生靈巧手DexHand021 Pro等產品。

為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡? - 天天要聞

▍解碼商業化應用:攻克仿人靈巧手三大核心維度

目前,機器人操作能力的提升面臨著諸多挑戰,尤其是在複雜操作任務中,現有方案的局限性日益凸顯。多數靈巧手研究集中在簡化模型(如二指夾爪)上,但這類設計難以應對複雜操作。相比之下,仿人靈巧手憑藉與人手相似的結構,具備執行高級任務的潛力。然而,其高自由度(通常超20個)使協同策略和運動規劃複雜度大幅增加。傳統優化方法難以應對,需結合強化學習、深度學習、觸覺反饋和模擬訓練的融合方案。

浙江靈巧智能科技有限公司(以下簡稱「靈巧智能」)作為靈巧手領域的深度探索者,對機器人操作能力的瓶頸有著深刻的認識。其認為,這並非單一技術問題,而是「腦(決策)- 手(執行)- 感知(反饋)」 三者的協同割裂,要突破瓶頸,需在以下層面創新:

智能決策:結合大語言模型的任務理解與強化學習的運動優化,構建分層控制架構。

靈巧硬體:提升驅動效率、降低成本,增強觸覺感測精度與密度。

多模態感知:融合視覺、觸力覺和溫度覺等信息,實現操作過程中的動態調整。

只有「腦-手-感知」協同技術的成熟,人形機器人才能突破非結構化環境的操作限制,邁向更廣泛的實際應用。

為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡? - 天天要聞

基於此,靈巧智能提出了「靈巧度」(Dexterity)技術指標評價體系,指出實現類人靈巧操作需攻克三大核心維度:

物理靈巧度指數(IOD):機械手的自由度、柔順性和運動特性需逼近人手水平。

感知指數(IOS):觸力覺、溫度覺和視覺感知的融合需覆蓋精細操作需求。

智能指數(IOI):操作意圖理解與多指協同規劃能力需達到人類水平。

靈巧智能推出的DexHand021、DexHand021 Pro等產品在以上三大核心維度上展現出顯著優勢:

物理靈巧度指數(IOD)——手(執行)

要實現靈巧手的自由度、柔順性和運動特性,達到類人水平,硬體的驅動效率提升、成本降低和觸覺感測精度與密度增強至關重要。靈巧智能對靈巧手進行了模塊化前驅動設計:分析人手核心功能,在保留關鍵功能的同時,優化體積重量。食指、無名指、小指的MCP關節由電機+絲杠滑塊驅動;MPP/PIP關節由雙排電機組+蝸輪驅動肌腱控制。指尖配備多點陣電容感測器及增加摩紋理橡膠。

為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡? - 天天要聞

在驅動單元設計方面,靈巧智能採用高功率密度空心杯無刷電機,結合行星減速器與蝸輪蝸桿,雙電機集約於單一高精度工程材料支架。傳動使用高強度多股編織纜繩(抗拉≥650N,微應變、高耐磨),單元持續輸出150N牽引力,突破傳統人工肌肉的功率密度、響應與能效瓶頸。

在傳動方案方面,DexHand021採用單繩驅設計,通過電機+蝸輪蝸桿+腱繩實現手指彎曲,通過彈簧被動力與電機腱繩張緊力實現伸展。DexHand021 Pro則採用雙繩驅設計,實現手指的彎曲、伸展和雙向側擺的主動控制,增強主動控制能力、抗干擾能力、穩定性和被動柔順性,提升動態響應特性和力控精度,擴展單指運動空間,進而提升靈巧度指數。

為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡? - 天天要聞

通過創新設計,DexHand021在僅296.2×113.2×56.5mm的空間內集成了全部驅動(12個空心杯電機)、感測、通信、散熱等,總重僅1kg。單指負載>1kg,抓握負載>5kg,持續工作溫度<70℃,壽命>50萬次,實現高密度機電感控系統集成與高性能平衡。DexHand021 Pro則增加了腕部直線推桿設計,實現手腕的前後和左右擺動,進一步提升操作空間和靈巧度指數。

感知指數(IOS)——感知(反饋)

要使機械手突破非結構化環境的操作限制,需實現觸力覺、溫度覺和視覺感知的融合,覆蓋精細操作需求。觸覺感測器作為交互接觸的重要單元,對解決靈巧操作模型數據稀疏性具有重要價值。靈巧智能對DexHand021 Pro進行了全域感知設計,通過大幅面接觸、指尖高點陣、寬量程、高靈敏、多模感知方案,實現手掌全域感知,提升感知指數。

為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡? - 天天要聞

智能指數(IOI)——腦(決策)

為了讓靈巧手的操作意圖理解與多指協同規劃能力逼近人類水平,DexHand021 Pro搭載高性能端側計算單元,實現毫秒級實時決策。其內置專用AI加速晶元可本地運行深度學習模型,為複雜任務提供智能支持。

▍打造全產品體系,國際領先技術助構高競爭壁壘

除上述旗艦量產產品DexHand021、進階產品DexHand021 Pro 兩款五指靈巧手外,為滿足不同場景下的精細操作需求,靈巧智能也推出了千元級三指靈巧手DexHand021 S。

DexHand021 S以低成本與實用性為核心定位,依託剛柔耦合傳動專利技術,可實現人手70%的功能,以千元級價格覆蓋80%的通用場景需求。具體來說:DexHand021 S具備8自由度操控能力,抓握力達22N,可穩定抓取常見物品及操控簡單工具;重量僅0.62kg,支持工業分揀、農業採摘、教育實驗等場景的即插即用;模塊化設計使其使用壽命達20萬次,配合開源生態可進一步降低維護與使用成本。

為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡? - 天天要聞

在軟體生態層面,靈巧智能也構建了開源化體系。通過開放Python/C++ SDK文件、URDF模型、正逆運動學計算庫,並提供基於Mujoco和ISAAC的模擬環境及強化學習示例任務,縮短演算法驗證周期50%,靈巧智能有效了降低用戶使用門檻。

針對具身智能操作中數據稀疏性這一行業共性難題,靈巧智能則打造了全鏈路技術平台。其遙操作套件及具身智能訓練平台打通了視-臂-手-觸-運動的技術路徑,結合裸眼3D顯示或VR視覺眼鏡,實現了遠程環境下的精準操作與數據採集。DexCap數據採集系統採用輕量化(<2kg)高精度異構外骨骼架構,通過毫米級運動捕捉(雙臂9DOF+雙手21DOF+腰部5DOF)、千赫級響應速度及五級觸覺反饋,為靈巧操作演算法訓練提供了高保真數據支撐,重新定義了人體運動數據採集的精度與效率。

為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡? - 天天要聞

儘管去年1月才成立,靈巧智能已圍繞五指和三指靈巧手搭建起多維度產品矩陣,並完成高自由度靈巧手量產產線搭建,進入商業化運營階段。其產品與技術布局不僅填補了高中低端靈巧手的市場空白,也為機器人靈巧操作及具身智能領域提供了從硬體到軟體、從數據採集到演算法訓練的全鏈條解決方案,推動行業向更高精度、更低門檻的方向發展。

當前,靈巧智能憑藉其卓越行業表現與巨大發展潛力,已然成為眾多投資機構競相矚目的焦點對象,眾多知名投資機構紛紛將其納入重點關注範圍,持續跟蹤其發展動態,積極探尋合作契機。

作為一家初創企業,靈巧智能如何在短時間內實現技術突破與產業落地?又為何成為資本眼中的「香餑餑」?這背後,是其深厚的技術積累與卓越的團隊實力在發揮關鍵作用。

作為交大系創業企業,靈巧智能團隊創始人許春山博士有著億嘉和機器人聯合創始人、上海人工智慧研究院副院長的雙重背景,CEO 周晨是經驗豐富的連續創業者,CTO 朱豪華與 CEO 為同班同學。這樣的團隊配置,不僅讓企業擁有了強大的產學研資源整合能力和堅實的信任基礎,更憑藉在量產及商業化領域的豐富經驗,為企業跨越發展周期提供了有力支撐,這也成為吸引資本關注的重要因素。

為什麼行業公認五指繩驅是靈巧手突破「人手級」靈活的最後一道關卡? - 天天要聞

作為一家以靈巧操作為核心能力的具身智能機器人企業,靈巧智能依託上海交通大學的科研與人才優勢,專註於通用智能多模態觸視感知靈巧操作系統的研發、生產與銷售。其以推動機器人靈巧操作的普惠化與智能化為目標,秉持「探索一代、研製一代、量產一代」 及硬體 「穩定可靠」、軟體 「生態開源」 的理念,構建起涵蓋強大的靈巧手硬體、低成本高質量數據採集、生成式通用靈巧操作模型的完整產品體系,並在技術水平方面達到國際領先,這為其贏得資本青睞奠定了堅實的技術基礎。

獲得一眾資本的重點關注,絕非偶然。這不僅是對靈巧智能當前領先技術與成熟產品的硬核背書,更是資本市場用腳投票,對其在機器人靈巧操作與具身智能領域潛在統治力的深度認可。

從行業發展來看,靈巧智能已憑藉其在機器人靈巧操作領域深耕多年的技術積累,以及在具身智能賽道前瞻性的產品布局,構成了難以複製的競爭壁壘。這種實力,讓其在推動機器人靈巧操作行業突破技術天花板、重塑具身智能產業競爭格局中,具備了與生俱來的優勢。隨著靈巧智能在工業、教育、農業、服務等多元場景的應用邊界持續突破,其技術勢能必將正加速轉化為行業動能!

財經分類資訊推薦

4月30日人社部發布會召開,涉及到社保和養老金,具體有哪些內容 - 天天要聞

4月30日人社部發布會召開,涉及到社保和養老金,具體有哪些內容

人力資源和社會保障部,組織召開的第一季度例行新聞發布會。在新聞發布會當中帶來了,關於社保和養老金方面的一些內容,那麼我們具體來了解一下究竟有哪些內容,這些內容對於我們個人來說會產生一個什麼樣的影響呢?養老保險的參保人數不斷提高根據人社部的例行新聞發布會當中指出,截止到2026年的第1季度末,養老保險的參...
中興三星全球專利糾紛持續 知識產權保護需凝聚國際共識 - 天天要聞

中興三星全球專利糾紛持續 知識產權保護需凝聚國際共識

近期,中興通訊與三星電子圍繞無線通信標準必要專利(SEP)許可的全球性糾紛迎來多項關鍵司法裁決。當地時間4月30日,德國慕尼黑第一地區法院就雙方專利侵權糾紛作出當庭判決,中興通訊在主訴與反訴案件中同時勝出,成功獲得針對三星的德國禁令。而此前英國高等法院作出的一
巴菲特,最新發聲!接班人,股東大會觀點來了 - 天天要聞

巴菲特,最新發聲!接班人,股東大會觀點來了

【導讀】伯克希爾·哈撒韋股東大會要點直擊中國基金報記者 李智當地時間5月2日,伯克希爾·哈撒韋股東大會在美國奧馬哈召開。本次大會由格雷格·阿貝爾接任CEO後首次獨立主持,「股神」巴菲特則以董事會主席身份列席台下。在今年的大會上,阿貝爾探討了AI戰略、網路安全、能源轉型、股票回購等諸多話題,宣告伯克希爾正式進...
早讀丨廣東多項交通數據創歷史新高;張雪機車再奪冠軍 - 天天要聞

早讀丨廣東多項交通數據創歷史新高;張雪機車再奪冠軍

◆「首展」添彩、國潮湧動,廣東4A級及以上景區單日接待遊客394.2萬人次。詳情--> 「五一」假期「逛吃」指南:廣交會客商與市民共享全城消費熱力。詳情--> ◆常規賽第六輪精彩紛呈,多場對決戰至最後時刻。詳情--> 粵超第二輪先賽五場:梅州反客為主大勝潮州,潮語電影《給阿嬤的情書》片花亮相汕頭主場。詳情--> 粵超、粵...
低價搶市場害苦科陸電子,連續5年虧損靠大股東「輸血續命」 - 天天要聞

低價搶市場害苦科陸電子,連續5年虧損靠大股東「輸血續命」

圖源:公司官網本報(chinatimes.net.cn)記者胡雅文 北京報道深圳市科陸電子科技股份有限公司(下稱「科陸電子」,002121.SZ)遲遲未能實現盈利。近日,科陸電子交出了被美的集團收購後的第二份年報,營收63.1億元創下歷史新高,凈利潤卻連續第5年虧損。截至2025年末,其資產負債率高達95.15%。進入2026年,一季度再虧0.4...