灵巧手

人形机器人的关键组成部分
灵巧手是一种模仿人手结构和功能的末端执行器,具有高度灵活性和精确控制能力,可模仿人类手部的复杂动作,用于执行各种精细任务,是人形机器人等各类机器人实现精细操作的关键部件。[1][2]其属于深度仿生、柔性感知、微机电系统、高性能材料等前沿技术的交叉领域,是实现智能机器人技术变革跃迁的关键突破口。[3]
灵巧手的发展可以追溯到20世纪60年代。20世纪80年代,具备多自由度、多指设计的灵巧手开始出现。21世纪初,灵巧手技术迎来了新一轮快速发展。英国Shadow Robot公司推出的Shadow Dexterous Hand,成功复刻了人类手部的大部分自由度。此后,谷歌等机构开始探索基于深度学习的灵巧手操作算法。2020年左右,灵巧手的发展更加注重与触觉感知的深度融合。[4]2024年10月,浙江灵巧智能科技有限公司推出了中国国产首款量产高自由度五指灵巧手DexHand021。[5]2025年6月,全球首个兼具全手高分辨率触觉感知和完整运动能力的机器人仿生灵巧手F—TAC Hand研发成功。[6]
灵巧手通常由驱动系统、传动系统、传感器系统、控制系统等多个关键部分组成。[1]它通常采用多指设计,常见的多指灵巧手有三指、四指和五指等类型。[7]可应用于工业制造、医疗、服务以及科研与探索等领域。[8]

发展历程

1962年,世界上最早的灵巧手Belgrade诞生。[9]1974年,日本电工实验室研发的Okada灵巧手是严格意义上的第一款灵巧手。20世纪80年代,具备多自由度、多指设计的灵巧手开始出现。其中,犹他大学麻省理工学院联合研发的机器人灵巧手Utah/MIT手配备了位置和力传感器,为研究机器人手的灵活性与控制技术提供了重要支持。同一时期,灵巧手的研究大幅度增加,其中具有代表性的是斯坦福大学研发的Stanford Hand。[10][4]