触觉革命:人形机器人技术的新纪元

科技的小涵涵 2024-10-31 08:48:51

**一、引言**

在人类追求智能化的道路上,人形机器人作为最接近人类形态的智能体,一直是科技前沿的焦点。随着技术的不断进步,人形机器人正逐渐从实验室走向现实世界,它们在工业制造、医疗健康、服务行业等多个领域展现出巨大的潜力。然而,要使这些机器人真正融入人类社会,实现与人类无缝协作,关键在于其感知和操控能力的提升。本文将探讨人形机器人在触觉技术领域的最新进展,以及这些技术如何推动人形机器人在不同场景中的应用。

**二、人形机器人的触觉技术**

人形机器人的触觉技术是其与环境互动的关键。传统的视觉方案虽然能够提供丰富的环境信息,但在复杂环境中,视觉传感器可能会受到光照、遮挡等因素的影响,导致感知不完整。触觉传感器的引入,可以有效弥补这一局限,提供更及时、精确的反馈,帮助机器人调整操作状态,确保任务的稳定精准完成。

**三、触觉传感器的技术挑战与市场现状**

随着对人形机器人触觉感知要求的提升,传统的触觉传感器由于精度低、灵敏度差、成本高,已无法满足市场需求。高端触觉传感器市场长期被欧美等国垄断,占据了80%以上的市场份额。因此,加快触觉传感器的国产化替代,成为了人形机器人及其他先进制造业发展的关键命题。

**四、帕西尼感知科技的创新与突破**

帕西尼感知科技(PaXini Tech.)是一家专注于多维触觉传感技术的创新公司,其产品覆盖从多维度触觉传感器到多指触觉灵巧手,再到人形机器人的全线布局。2024年,帕西尼感知科技在世界机器人大会(WRC)上发布了其第二代多维触觉人形机器人TORA-ONE、第二代多维触觉灵巧手DexH13,以及基于ITPU技术的多维度触觉传感器PX-6AX GEN2,标志着公司在触觉技术领域的重大突破。

**五、TORA-ONE的人形机器人特性**

TORA-ONE整机由47个自由度组成,包括本体21个、四指仿生灵巧手26个,单臂负载能力为5公斤。这款机器人在双臂和灵巧手的自由度上都进行了升级,提高了其灵活性和通用性。四指仿生灵巧手DexH13搭载了多维触觉传感器PX-6AX GEN2,是帕西尼感知科技此次推出的两大核心产品之一。

**六、DexH13的多模态感知与柔性作业**

DexH13是一款融合了触觉、视觉双模态的四指仿生灵巧手,其单手拥有13个主动自由度,能够完成工业任务和模拟人类复杂的手部动作。为了增加触觉感知灵敏度和手抓力反馈,DexH13双手上搭载了近2000颗自研生产的高精度触觉传感器PX-6AX GEN2,能在超高分辨力下进行压感、摩擦、软硬质地等15种多维触觉感知,达到全量程0.01N高精度测量。

**七、视觉与触觉的融合**

在视觉方面,DexH13双手集成了800万高清AI手眼相机,基于先进的零样本位姿估计视觉算法,搭配上TORA-ONE的5个摄像头和2个深度摄像头,能够识别和抓取物体六维位姿,适应多种复杂环境和任务。基于VTLA多模态感知模型进行物体位姿及抓取姿态估计,并评估精确抓握点。

**八、TORA-ONE的下肢设计与跨场景作业**

TORA-ONE的底盘和躯干采用了高度模块化结构设计,腰部的折叠设计能进行灵活伸展,身高区间在1.46米至1.86米,以适应于工业制造、医疗康养、仓储物流等多种立体空间高度的作业需求。它配备了高运动性通用移动底盘,可进行360度全向移动能力,最大速度可达1m/s,续航时长达8小时,为工业生产高强度连续作业提供可靠、稳定的动力支撑。

**九、激光雷达SLAM定位导航系统**

TORA-ONE的移动底盘还配备了激光雷达SLAM定位导航系统,能够在复杂的三维环境中精确定位,准确识别各种物体和位置信息,迅速规划最优行动路径,精准避障,极大地提高生产效率和操作稳定性。

**十、人形机器人的市场前景与挑战**

尽管人形机器人展现出了庞大的市场需求,但作为一个集AI算法、运动控制、硬件结构、供应链等于一体的大型智能移动终端,人形机器人是目前公认的难度系数最高的产品。行业仍存在技术、成本等问题待解决,部分企业仍处于产品的研发和测试阶段,商业化进程还在早期。

**十一、早期自我造血能力的重要性**

有不少企业选择以教育科研、服务机器人、或从核心零部件等商业化更成熟的赛道为切入点,这部分业务可以在早期为企业带来一定的稳定收入,保持造血能力。帕西尼感知科技自研的触觉传感器就是一个例子,它在消费级机器人、智能家居领域推出了PX-3AX触觉传感器,主打高性价比,可实现多场景、高精度、多维度的触觉感知。

**十二、多维触觉传感器的广泛应用**

目前,帕西尼感知科技的多维触觉传感器已在工业机器人、手术机器人、移动机器人、服务机器人以及智能座舱中均有落地应用。官方在线商城也于今日正式上线,其中PX-6AX GEN1已开售,另一款专业级机器人ITPU PX-6AX GEN 2也将计划一周后上线开启发售。

**十三、未来展望**

帕西尼感知科技将继续推动多维触觉传感器在更多场景中应用,开拓潜在市场,同时加快灵巧手的落地进程,从上游零部件、核心设备到人形机器人整机,进一步探索产业化的可能性。

**十四、结论**

人形机器人的发展正迎来一个新的时代,触觉技术的突破将为人形机器人的广泛应用打开新的大门。随着技术的不断成熟和市场的不断扩大,人形机器人将在未来的智能社会中扮演越来越重要的角色。

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