中國科學(xué)家在《自然·機(jī)器智能》上露了一“手”

新華社北京6月10日電（記者張漫子）中國科研人員研制的智能靈巧手因首次實(shí)現(xiàn)類人水平的自適應(yīng)抓取，9日登上了國際期刊《自然·機(jī)器智能》。

這項(xiàng)突破由北京通用人工智能研究院、北京大學(xué)共同取得：在靈巧手掌面70%的面積上集成了高分辨率觸覺感知，使機(jī)器人的智能與交互能力邁上新臺階。

這只靈巧手的一大亮點(diǎn)是能根據(jù)觸覺反饋，實(shí)時(shí)調(diào)整動作。記者看到，根據(jù)接觸面的不同，它能自如用小指抓取乒乓球、單手同時(shí)抓起壘球和高爾夫球，姿勢與人類拿球類似。

圖為研究團(tuán)隊(duì)研制的靈巧手F-TAC Hand 與人手的抓取動作比較。（科研團(tuán)隊(duì)制圖）

手是人體最靈活的器官之一，也是使用頻率最高的運(yùn)動器官之一。隨著人類進(jìn)化，人的手部功能由攀爬變?yōu)槭褂霉ぞ?，并掌握精?zhǔn)抓握能力?！笆值撵`活性很大程度上來自靈敏的觸覺反饋。如通過肌肉、關(guān)節(jié)感知力量，通過皮膚感知紋理、溫度等?！北本┐髮W(xué)人工智能研究院博士生趙秭杭說，在不影響運(yùn)動的前提下實(shí)現(xiàn)機(jī)器人高敏感的觸覺反饋一直是難題。

手的精準(zhǔn)抓握，不僅涉及觸覺反饋，還在于其與運(yùn)動能力的默契配合。北京大學(xué)人工智能研究院博士生李宇飏說，這要求我們必須根據(jù)全手觸覺反饋實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)動策略，而機(jī)器手關(guān)節(jié)靈活性的增強(qiáng)又會給控制算法帶來極大挑戰(zhàn)。

中國團(tuán)隊(duì)以傳感器與結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)突破了“靈巧手不靈巧”的瓶頸。高分辨率觸覺傳感器覆蓋了手掌表面70%的區(qū)域，空間分辨率達(dá)0.1毫米，顯著增強(qiáng)觸覺感知敏感度。團(tuán)隊(duì)還自研了一種基于概率模型的生成式算法，涵蓋人類常見抓取類型，增強(qiáng)實(shí)時(shí)控制敏銳度。

“這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)能使靈巧手像人類手掌一樣，在抓取中實(shí)時(shí)感知接觸變化并迅速調(diào)整，極大提升了機(jī)器人操作的適應(yīng)性和穩(wěn)定性?！闭撐耐ㄓ嵶髡?、北京通用人工智能研究院研究員劉航欣說。

《自然·機(jī)器智能》審稿人認(rèn)為，這一研究首次實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人靈巧手的精準(zhǔn)抓取，為理解智能提供了新視角，并將極大拓展機(jī)器人在醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。