中国科学家在《自然·机器智能》上露了一“手”
中国科学家在《自然·机器智能》上露了一“手”
中国科学家在《自然·机器智能》上露了一“手”新华社(xīnhuáshè)北京6月(yuè)10日电(记者张漫子)中国科研人员研制的(de)智能灵巧手因首次实现类人水平的自适应抓取,9日登上了国际期刊《自然·机器智能》。
这项(zhèxiàng)突破由北京通用人工智能研究院、北京大学共同取得:在灵巧手掌面70%的面积(miànjī)上集成了(le)高分辨率触觉感知,使机器人的智能与交互能力迈上新台阶。
这只(zhǐ)灵巧手的一大亮点是能根据触觉反馈(fǎnkuì),实时调整动作(dòngzuò)。记者看到,根据接触面的不同,它能自如用小指抓取乒乓球、单手同时抓起垒球和高尔夫球,姿势与人类拿球类似。
图为(túwèi)研究团队研制的灵巧手F-TAC Hand 与人手(rénshǒu)的抓取动作比较。(科研团队制图)
手是(shì)人体最灵活的(de)(de)器官之一,也是使用频率最高的运动器官之一。随着人类进化,人的手部功能由攀爬变为使用工具(gōngjù),并掌握精准抓握能力。“手的灵活性很大程度上来自灵敏的触觉反馈。如通过(tōngguò)肌肉、关节感知力量,通过皮肤感知纹理(wénlǐ)、温度等。”北京大学人工智能研究院博士生赵秭杭说,在不影响运动的前提下实现机器人高敏感的触觉反馈一直是难题。
手(shǒu)的(de)精准抓握,不仅涉及触觉反馈,还在于其与运动能力的默契配合。北京大学(běijīngdàxué)人工智能研究院博士生李宇飏说,这要求我们必须根据全手触觉反馈实时调整运动策略,而机器手关节灵活性(línghuóxìng)的增强又会给控制算法带来极大挑战。
中国团队以传感器与结构一体化设计(shèjì)突破了“灵巧(língqiǎo)手不灵巧”的瓶颈。高分辨率(fēnbiànlǜ)触觉传感器覆盖了手掌表面70%的区域,空间分辨率达0.1毫米(háomǐ),显著增强触觉感知敏感度。团队还自研了一种基于概率模型的生成式算法,涵盖人类常见抓取类型,增强实时控制敏锐度。
“这一创新设计能使灵巧手像人类手掌一样,在抓取中实时感知接触变化(biànhuà)并迅速调整,极大提升了机器人操作的适应性和稳定性(wěndìngxìng)。”论文通讯作者(zuòzhě)、北京通用人工智能研究院研究员刘航欣说。
《自然(zìrán)·机器智能》审稿人认为,这一研究首次实现了机器人灵巧(língqiǎo)手的精准抓取,为理解智能提供了新视角,并将极大拓展机器人在医疗、工业等领域(lǐngyù)的应用潜力。
新华社(xīnhuáshè)北京6月(yuè)10日电(记者张漫子)中国科研人员研制的(de)智能灵巧手因首次实现类人水平的自适应抓取,9日登上了国际期刊《自然·机器智能》。
这项(zhèxiàng)突破由北京通用人工智能研究院、北京大学共同取得:在灵巧手掌面70%的面积(miànjī)上集成了(le)高分辨率触觉感知,使机器人的智能与交互能力迈上新台阶。
这只(zhǐ)灵巧手的一大亮点是能根据触觉反馈(fǎnkuì),实时调整动作(dòngzuò)。记者看到,根据接触面的不同,它能自如用小指抓取乒乓球、单手同时抓起垒球和高尔夫球,姿势与人类拿球类似。
图为(túwèi)研究团队研制的灵巧手F-TAC Hand 与人手(rénshǒu)的抓取动作比较。(科研团队制图)
手是(shì)人体最灵活的(de)(de)器官之一,也是使用频率最高的运动器官之一。随着人类进化,人的手部功能由攀爬变为使用工具(gōngjù),并掌握精准抓握能力。“手的灵活性很大程度上来自灵敏的触觉反馈。如通过(tōngguò)肌肉、关节感知力量,通过皮肤感知纹理(wénlǐ)、温度等。”北京大学人工智能研究院博士生赵秭杭说,在不影响运动的前提下实现机器人高敏感的触觉反馈一直是难题。
手(shǒu)的(de)精准抓握,不仅涉及触觉反馈,还在于其与运动能力的默契配合。北京大学(běijīngdàxué)人工智能研究院博士生李宇飏说,这要求我们必须根据全手触觉反馈实时调整运动策略,而机器手关节灵活性(línghuóxìng)的增强又会给控制算法带来极大挑战。
中国团队以传感器与结构一体化设计(shèjì)突破了“灵巧(língqiǎo)手不灵巧”的瓶颈。高分辨率(fēnbiànlǜ)触觉传感器覆盖了手掌表面70%的区域,空间分辨率达0.1毫米(háomǐ),显著增强触觉感知敏感度。团队还自研了一种基于概率模型的生成式算法,涵盖人类常见抓取类型,增强实时控制敏锐度。
“这一创新设计能使灵巧手像人类手掌一样,在抓取中实时感知接触变化(biànhuà)并迅速调整,极大提升了机器人操作的适应性和稳定性(wěndìngxìng)。”论文通讯作者(zuòzhě)、北京通用人工智能研究院研究员刘航欣说。
《自然(zìrán)·机器智能》审稿人认为,这一研究首次实现了机器人灵巧(língqiǎo)手的精准抓取,为理解智能提供了新视角,并将极大拓展机器人在医疗、工业等领域(lǐngyù)的应用潜力。


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