手也太巧了！騰訊首次展示自研靈巧手與機(jī)械臂，像人一樣靈活操作

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twq19810302

電梯直達(dá)

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發(fā)表于 2023-5-4 14:21:40 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

本帖最后由 twq19810302 于 2023-5-4 14:23 編輯

近日，騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了靈巧操作研究成果，并推出自研機(jī)器人靈巧手 “TRX-Hand” 和機(jī)械臂 “TRX-Arm”。

這款靈巧手能做很多細(xì)活，一個(gè)致力未來要成為服務(wù)大眾生活的機(jī)器人。（現(xiàn)在還在努力學(xué)習(xí)完善中）

初次見面，請(qǐng)大家吃葡萄。

（吃了我的葡萄，要繼續(xù)往下看哦）

為什么要致力服務(wù)生活？

因?yàn)樯钪杏性S多人需要幫助，如老人、殘疾人等等。

但生活環(huán)境太復(fù)雜了，除開這顆葡萄，還有無數(shù)種的物品，形態(tài)、功能、用法各不相同：機(jī)器人應(yīng)該怎樣去識(shí)別它們？又應(yīng)該怎樣去拿起？還應(yīng)該發(fā)多大的力才能保證不拿壞？

目前還沒有一款機(jī)器人能全部做到。

這款機(jī)器人出現(xiàn)就是為了去解決這個(gè)難點(diǎn)。

▍先看它的靈巧來源

大家看，拿起杯子的過程，都用了哪些感知能力？

視覺——認(rèn)識(shí)杯子：通過相機(jī)認(rèn)識(shí)物體，了解布局。

接近覺——找到杯子：通過微型激光雷達(dá)和接近傳感器，接近物體，判斷距離，精準(zhǔn)辨位。（人體也有類似的功能，當(dāng)你老板站在你身后的時(shí)候，你會(huì)不自覺地感到一股涼意）

觸覺——感知杯子：全手覆蓋高靈敏度觸覺皮膚，能判斷接觸，輔助視覺，感知物體狀態(tài)。

力覺——拿放杯子：通過腕部力傳感使動(dòng)作更輕柔，避免損傷物體。

它身上還有多傳感器信息融合技術(shù)，就像人閉著眼睛也能拿到面前的物品一樣，在行動(dòng)中更精準(zhǔn)執(zhí)行任務(wù)。

它擁有3根手指、8個(gè)可獨(dú)立控制關(guān)節(jié)，最大持續(xù)指尖力可達(dá)15牛，最大關(guān)節(jié)速度一秒鐘能夠轉(zhuǎn)動(dòng)600度，又快又有力。

柔性驅(qū)動(dòng)的指尖設(shè)計(jì)也有效提升了手指的抗沖擊能力，讓“手”更加可靠。

可輕松拿捏不同形狀尺寸物體和高動(dòng)態(tài)的難度動(dòng)作。

▍再看它的靈巧操作

光說不練假把式，接下來看看它的操作！

大家試試拿水瓶，從左手拋到右手

拋接等高動(dòng)態(tài)動(dòng)作，實(shí)時(shí)性要求極高，執(zhí)行或感知上的細(xì)微誤差都會(huì)造成失敗。

在拿起物品的那一刻，便要根據(jù)傳感器確定好物品在手內(nèi)的位置與姿態(tài)，規(guī)劃出高動(dòng)態(tài)動(dòng)作軌跡。

再根據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)的物體飛行軌跡在數(shù)毫秒內(nèi)計(jì)算出最優(yōu)攔截時(shí)間、最優(yōu)攔截位姿與最優(yōu)攔截軌跡，保證抓拋物品被平穩(wěn)攔接。

雙手配合倒液體，確保兩個(gè)物體不觸碰

雙手配合搖液體，確保兩個(gè)物體緊碰不分開

雙手協(xié)同稍有不慎就會(huì)產(chǎn)生過大沖擊力，靈巧手會(huì)壞、物品也會(huì)壞。結(jié)合視覺和觸覺，調(diào)整到最合適的握姿，基于機(jī)械臂末端力傳感信號(hào)的力位混合控制，實(shí)現(xiàn)雙手協(xié)同動(dòng)作。

可能之前幾個(gè)操作，大家還沒完全感受到它的靈巧。

接下來，它的操作有多細(xì)，請(qǐng)看數(shù)字。

攪拌棒直徑8mm，插孔9mm。

僅僅依靠頭部相機(jī)，通過對(duì)物體間相對(duì)位置的迭代估計(jì)，并融入微小的觸覺感知，便能獲得穩(wěn)定的攪拌棒、孔的識(shí)別與定位。

攪拌棒是無紋理、高反光的細(xì)長物體，尤其是在插攪拌棒的過程中，不僅攪拌棒會(huì)遮住孔，攪拌棒的反光還會(huì)倒映出孔，讓視覺產(chǎn)生混淆。

于是它學(xué)習(xí)了人類穿針線時(shí)的處理方式：在失敗后，立馬重試，逐漸接近真實(shí)孔位、確保完成插孔操作。

在現(xiàn)實(shí)生活中誤差不能完全避免，機(jī)器人需要處理因此造成的任務(wù)失敗，并實(shí)時(shí)感知任務(wù)狀態(tài)，識(shí)別失敗并自主調(diào)整策略，最終成功完成任務(wù)，這就是它的容錯(cuò)機(jī)制。

大家攪拌液體的時(shí)候一般會(huì)怎么做？用手臂或者手腕攪動(dòng)。

這款靈巧手也可以，但它必須用極高的感知能力和控制精度，來展現(xiàn)它的“靈巧”。

手指攪拌

只用手指攪拌還真有點(diǎn)難，還好它會(huì)深度學(xué)習(xí)，還有可以無限試錯(cuò)的仿真環(huán)境。

為了修煉手指攪拌，它在仿真世界里試了很久，收集了豐富的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和優(yōu)化策略，在回到現(xiàn)實(shí)世界前，還練習(xí)了仿真環(huán)境 (sim) 與真實(shí)環(huán)境 (real)遷移法，將學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)帶到現(xiàn)實(shí)中。

于是覺醒了捻物

這么多經(jīng)驗(yàn)，讓這款靈巧手在指尖接觸到攪拌棒時(shí)，便能很快、很穩(wěn)地生成三個(gè)手指的協(xié)同運(yùn)動(dòng)。

并對(duì)攪拌棒施加合適的力，在保證攪拌棒不掉落的前提下，按期望軌跡攪拌杯子里的液體。

大家的想象更加地證明了生活中使用場景的復(fù)雜和多樣，這對(duì)這款靈巧手的靈巧操作能力是巨大挑戰(zhàn)。

不過官方稱，接下來這款靈巧手會(huì)學(xué)習(xí)更多技能，早日成為服務(wù)大家生活的機(jī)器人。今天就到這兒吧，期待這款靈巧手盡快與大家見面。