啊?这还是机器人的手吗?给我干哪来了。
1X Technologies放出大招。
一只25自由度、肌腱驱动的机器人手,装在自家人形机器人NEO身上,拧灯泡、拣螺丝、拉拉链、倒茶、插USB-C、打手语,全都不在话下。
力透明、可反驱、全指尖触觉感知,定位精度±0.2mm,腕关节扛过200万次循环测试,IP68防水还能自己洗手。
最关键的是:今年产能1万只,已经在生产线上跑了。
1X创始人兼CEO Bernt Børnich说:有了这双手,机器人现在能做人类每天用手做的事了。
关节本身就是传感器
绝大多数机器人手是“只写不读”的设备。
发一条位置指令,手指到位,但手指碰到了什么、有多硬、在不在滑,一概不知。
原因出在传动比上:
行业常见的100:1甚至200:1齿轮减速比会把接触力吞进摩擦里,信号还没传回电机就消失了。
结果就是,手本身是麻木的,工程师只能在外面贴摄像头,用视觉去猜指尖发生了什么。
1X的做法完全不同。
NEO这只手从零开始自研,采用准直驱肌腱传动,传动比压到5:1至15:1之间。
25个自由度中,手指和手掌占22个全驱动自由度,腕部3个,全部原生力控、全部可反驱。
你推一下它的手指,它会顺从地让开,同时精确报告你施加了多少力。力从指尖流出去,信息沿着同一条物理路径流回来。
1X把这称为“力透明”,正是这个特性让一次推、按、捏都变成了一次测量。
在力反馈之外还叠加着本体感觉,因为每个关节都是闭环控制,手随时知道自己处于什么构型,不需要看,就像人闭着眼也能让两根食指对到一起。
能做什么:从拣硬币到打手语
25个力透明的自由度意味着什么?
覆盖足够丰富的抓取姿态和操作动作。自由度的分配方式参照了人手解剖结构,重点强化了拇指的对掌能力,这是人类精细操作的核心。
1X表示,这套构型是在操作能力、可制造性、可控性和可维修性之间取到的最优平衡。
NEO能组装乐高积木、从钱包里拣出单枚硬币和螺丝、旋转并安装灯泡、使用螺丝刀、手内旋转物体、拉上夹克拉链、按颜色分拣葡萄、用水壶倒茶、接住软球、插入USB-C充电线、拿起红酒杯、用纸巾和喷雾擦拭桌面,以及打手语。
力量方面同样不含糊。拇指掌腕关节峰值扭矩3.5 Nm,手指掌指关节2.6 Nm,指尖屈曲力达45N,腕部扭矩17.75 Nm。开门、推载重推车、提重物、工具操作都在能力范围内。
定位精度±0.2mm,刚好覆盖人类日常劳动中最高频的小物体操作区间。
触觉层面,指尖和接触面布满高分辨率触觉传感器,能感知法向力、接触位置和剪切力。
当物体开始滑动时,手能实时检测并重新抓取。
1X展示的可视化画面中包括接触法向量、握手时的压力热力图,以及在不造成任何损伤的前提下捏起脆弱折纸的过程。
这层皮肤不是与内部传感器和背后的肌腱协同设计的功能材料,对于小型、透明、可形变或被遮挡的物体,光靠视觉根本不够。
产线已经跑起来了
手的电机藏在前臂里,和人类的握力肌群位置一样,通过专有肌腱穿过腕部拉动手指。
这样手部本身保持轻量,同时能在连续作业中维持高出力而不过热。
整只手深度垂直整合:自研电机、定制电子元件、嵌入式传感器、专有肌腱系统、紧凑传动机构、手部专用固件,全部自家设计制造,从肌腱材料到最外层的软性聚合物和触觉感知层,端到端在内部完成。
耐久性上,部件和完整手指组件经历了数百万次循环测试,驱动单元在极端温度下做过验证,腕关节在高负载下通过了超过200万次循环。防护等级IP68,材料食品安全级别,能在水槽边工作,脏了自己冲洗。
安全性则靠机械本身保证:极低的传动比加上肌腱驱动和低远端惯量,使得外部冲击可以安全地反驱手指。
1X放出的慢动作画面里,手被拍打、被锤子敲、被抽屉夹、砸进泡沫塑料,都能顺从退让而不损坏。
这只手已经在可规模化的产线上量产了数百只,今年产能目标是1万只,每只都经过完整的下线测试。
一只造不出规模的手就跑不出规模化的数据,没有规模化的数据就没有具身智能。
参考链接:[1]https://www.1x.tech/discover/neos-hands
本文来自微信公众号“量子位”,作者:梦晨
