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灵巧操作头号玩家:Sharpa把指尖「触觉」进化到全面「体感」

机器人摆脱展会、舞台Demo,产生真实商业价值,究竟需要哪些东西?

一双会盘核桃、能做冰淇淋的灵巧手 ,已经足够让人记住 Sharpa :

这家禾赛科技创始团队再出发的具身智能创业公司,过去一段时间最鲜明的标签,就是高自由度触觉灵巧手。

正在进行中的 IROS ,Sharpa又把这件事往前推进了一步,第一款 全自研通用人形机器人D01来了:

同时还有新一代灵巧手W02:

以及外骨骼数据手套AE01:

手、身体、数据入口,一次性摆上展台。

为什么Sharpa要开始做机器人的本体,甚至连“怎么学会操作”的数据入口都一起做了?

把这三款产品放在一起看,答案其实指向现在具身智能赛道几乎所有人都在辩论的命题:

机器人摆脱展会、舞台Demo,产生真实商业价值,究竟需要哪些东西?

先看D01,Sharpa对它的描述,是一体式触觉感知灵巧操作机器人。

这台机器人最值得关注的几个数字,也都围绕灵巧操作展开:手臂载荷自重比接近1:1,最大末端执行器速度超过10.5m/s,通信频率达到1000Hz,重复定位精度0.2mm,球形腕关节采用1:1人体尺度设计。

其中“高速运动”意味着机器人可以快速完成接棒、工具操作等动态任务:

“高载荷能力”让手臂在动作过程中仍然有足够的作业余量;0.2mm的重复定位精度,则把能力继续往精细操作推进。

机器人面对复杂任务时,速度、力量和精度很少能单独存在,D01的设计重点也就在这里。

D01电子皮肤覆盖全身,触觉覆盖上半身 ,触觉采样率达到100Hz,力感知范围0.1—20N,力分辨率0.2N。机器人因此可以直接感知轻触、碰撞和外部作用力。

Sharpa这样执着于“触觉”的原因,要放到人形机器人真正进入工作空间——也就是灵巧操作环境中才更明显 :

视觉可以提前告诉机器人“前面有一个东西”,但接触发生之后,机器人还需要知道“哪里碰到了、受力多大、接触有没有发生变化”。

比如接住一个高速下落的物体,机器人需要在极短时间内调整手臂和手指的状态;又比如人在旁边工作时碰到了机器人的手臂,机器人需要判断这个外力来自哪里、是否需要改变当前轨迹。对于这些瞬间发生的物理事件,单靠视觉很难提供完整的信息。

人的身体其实一直在做这件事。手指感知到物体滑动,会下意识增加握力;手臂碰到桌面,会改变下一步运动;身体受到外力,也会马上调整姿态。

大量动作并不需要先编排成一个文字版的“思考链”指导执行,身体本身就提供了实时反馈,D01把电子皮肤铺到手臂和胸部,相当于把这种“身体反馈”也纳入机器人感知系统。

D01核心交互区域触觉全覆盖,改变的是机器人身体在控制系统里的角色:从单一的异常检测或者事后记录,升维成动作调整的一部分。

再看 W02,“新一代全触觉超紧凑、轻量化灵巧手” ,这里出现了一个有点让人吃惊的变化: 上一代W01有22个主动自由度,W02反而减少到21个 。

少掉的,是小指根部CMC的一个自由度。

根据Sharpa的应用调研,这个自由度在常见抓取和手内操作中的使用频率较低,对任务贡献有限,因此W02简化了对应结构,也减少了机械复杂度和潜在失效点。

这也是W02最值得看的地方之一: 灵巧手继续增加能力,未必意味着自由度数字必须一路上涨 。

另外,W02把21个主动自由度塞进了更紧凑的结构里,整手尺寸相比W01缩小约30%,重量也进一步降低。这样做直接带来两个变化:前臂负载下降,同时更容易装进按照人手尺寸设计的工作空间。

更小、更轻,也会带来一些此前不容易完成的任务。

比如W02实现了“零抓握半径”,能够更稳地处理筷子、细线等小直径物体。指尖采用高分辨率视觉触觉传感器,力感知范围为5mN—30N,空间分辨率1mm;手掌其他区域则由电子皮肤覆盖,力感知范围0.1—20N、空间分辨率5mm。

也就是说,W02的触觉覆盖已经从“几个指尖”扩展到整只手,机器人可以同时获得来……

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