编者按: 机器人能否真正「心灵手巧」,关键就在这最后一厘米——灵巧手。它集机械、传感与 AI 技术之大成,突破了传统夹爪的局限,正从工业工具进化为更具自主性的「类人智能体」。具身智能热潮下,灵巧手也走到了台前。星河频率特别策划灵巧手系列文章,深入这场关于「触觉」、「操控」与「创造」的技术革命核心。我们将不仅关注精巧关节背后的硬核科技,更将探讨技术狂热之下关于「能力边界」与「人机共生」的深层思考。我们将与所有关注未来的同行者一起,共同探索那双「灵巧之手」所能触及的、人机协作的终极新边界。从今年春晚机器人方阵丢手绢,到社交媒体上各类「整活」视频的病毒式传播,人形机器人正以前所未有的密度闯入大众视野。提到谁是机器人流量王者,或许绕不开这三款中尺寸人形机器人,宇树 G1、加速进化 T1、众擎 PM01。宇树 G1 通过花样式二次开发,成为了人形机器人圈里绝对的流量密码。无论是跳舞、拳击、洗车,还是套个皮肤上大马路遛弯,样样精通。加速进化 T1 则凭借在机器人足球赛等「机超」中的矫健身手,贡献了无数运动名场面。众擎 PM01 以全球首个前空翻人形机器人的标签和一段魔性的斧头舞,实现了破圈。然而,在它们各显神通的背后,有一个共同的「缺失」:这些机器人大多缺少一双真正能够灵活操作、完成实际任务的手。
困境:大多中尺寸机器人没有灵巧手中尺寸人形机器人之所以能成为市场宠儿,得益于其在成本、功耗、空间适应性与拟人化程度之间找到了一个阶段性平衡点。跟全尺寸人形机器人相比,中尺寸不仅价格更便宜,同时占地面积更小、运动更灵活,跟小尺寸人形机器人相比,中尺寸能实现更多的功能,而且体型也更为适合在人类的生活或者工作环境里部署。在中尺寸人形机器人大热的背后,我们看到更多的是它们被用来完成跳舞、拳击等娱乐向的、吸引人眼球的操作,真正能帮助人类干活的机器人寥寥无几。其中,很关键的影响因素就是很多中尺寸人形机器人并没有配备灵巧手。这个现象背后的真相是行业在当下发展阶段受到成本、场景与技术三重局限的理性选择。首先,是场景局限。当前中尺寸机器人的主要应用场景,仍然集中在展览展示、教育科研和互动娱乐领域。在这些场景中,机器人的核心价值在于其拟人化的形态和吸引眼球的运动能力。市场需求尚未真正深入到需要机器人执行复杂操作任务的阶段,比如家庭中的整理收纳、工厂里的精密装配或养老助残中的个性化服务。在没有强需求驱动的情况下,厂商自然不会给机器人配上有实操能力的灵巧手。其次,也是最核心的障碍,在于技术局限,具体来讲是灵巧手的重量问题。机器人,尤其是双足人形机器人,头、身体、四肢综合起来是一个精密的系统。其全身的关节力矩、重心分配和控制算法需要经过严苛的调校,以维持动态平衡并实现灵活运动。灵巧手作为末端执行器,位于机械臂的最远端,其重量会对整个系统产生「四两拨千斤」的放大效应。学术界关于动态可操控性的研究指出,末端质量会改变整个机械臂的动力学可达性与「力—加速度」映射,这不是能简单通过调参弥补的。简单来说,把相对重的灵巧手挂在手臂末端,会让机器人在做快速转动、摆臂、转向或步态切换时,需要额外的电机扭矩与控制补偿,导致能耗上升、动作变慢、甚至产生不稳定振动或步态失衡。最后,成本是横亘在技术之外的又一道现实关卡。随着宇树 G1 等机型的推出,中尺寸人形机器人的整机价格下限正在被不断拉低,朝着商业化普及迈进。然而,市面上大多灵巧手的售价都在上万元甚至几十万元不等,几乎占到整机 BOM 成本的 15%-20% 甚至更高。在机器人本体性能尚需优化、应用场景仍不明朗的当下,将大笔成本投入到灵巧手上,对整机厂商而言,不是一笔划算的买卖。这三种因素相互影响,形成了一种循环:本体厂商不愿意先花重金为机器人装上灵巧手,用户也看不见灵巧手在中尺寸人形机器人上的真实反馈,市场也就继续优先展示机器人的娱乐作用。
破局:打造轻量化灵巧手要打破上述困境,需要多方合力,对症下药:一是出现既轻又够用且价格可接受的灵巧手组件;二是落地场景出现明确的灵巧手使用需求;三是整机和手之间出现更友好的集成规范与工具链。这其中,打造轻量化灵巧手已成为整个灵巧手产业的共识与行动。赛场头部玩家里,一场关于克重的竞赛早已上演:
- 傲意科技的新一代灵巧手 ROH-AP001 重 640 克,为小型机器人设计的 ROH-LiteS001 重 457 克;
- 强脑科技的 Revo1 为 540 克,而新一代 Revo2 优化至 383 克;
- 灵心巧手从 L10 的 750 克到 L6 的 623.5 克,O7 的 634.5 克到 O6 的 370 克。
显然,打造一款轻量化的灵巧手,是当前工程角度最具可行性、且处于循环前端的破局点。如果市场萌生需求,却没有匹配的硬件支撑,困境循环依然存在。然而,行业面临着一个明显的矛盾,轻量化至关重要,实现起来却困难重重。首先,轻量化的底层逻辑源于对人体结构的仿生学对标。生物学研究显示,成年人手掌重量约为 400 克,人经过数百万年进化,各个躯体的重量达成了最适配的平衡状态。相应的,机器人灵巧手想真正融入人类环境,使用适配人类设计的工具,真正干起活来,其仿生目标就必然要求它在形态、尺寸和重量上向人手看齐。从行业发展的目标来看,轻量化是机器人拥有实操能力的关键因素。当灵巧手的重量被控制在机器人本体可以轻松承载的范围内,才不会对机器人本身的平衡产生影响,才能保证机器人能在复杂环境里有更稳定的交互能力。然而,实现灵巧手的轻量化,道路上布满了荆棘。回顾灵巧手发展历史,完全内置式的多指灵巧手在上世纪 90 年代末才开始出现。当时最先进的灵巧手是德国 DLR hand I,重量达到了 1800 克,是人手的 4.5 倍。早期灵巧手的研究重点在于验证概念和复现人手尽可能多的功能,追求的是传感器集成和功能的多样性,在功能优先的研发标准下,重量往往成为了被牺牲的指标。此外,灵巧手本身就是一个高度精细化和复杂的系统,需要使用到大量的微型电机、减速器、传动机构、传感器等,这种结构上的天然复杂性,使得轻量化设计成为固有的工程挑战。近两年,随着具身智能产业的发展,商业化灵巧手的重量已显著降低,多数产品集中在 400-650 克的区间,正逐步在重量和尺寸上向人手趋同。而业内目前交出来的作业里,灵心巧手推出的 Linker Hand O6 以 370 克的重量,成为目前全球最轻的灵巧手。Linker Hand O6 拥有 6 个主动自由度,11 个总自由度,大小接近女性手掌,通过采用新型航空铝等材料实现了低自重和性能的兼容。虽然 Linker Hand O6 并不是一款高自由度灵巧手,但 6 个主动自由度已经足以覆盖日常生活中 70%-80% 的操作任务,实现了功能、复杂度和实用性的平衡。依托轻质高强度材料和对传动结构的创新,Linker Hand O6 能够达到最高 50kg 的四指负载能力,相当于可以提起一个人的重量。其重复定位精度达到 0.2mm,指尖力为 30N,确保了操作的精准与力度。更值得一提的是,灵心巧手继续发挥了「把价格打下去」的能力,Linker Hand O6 售价为 6666 元,再一次打破灵巧手万元价格的魔咒,为行业提供了更具性价比的灵巧手选择。此前,灵巧手的高成本一直是普及化使用的最大障碍,其成本占机器人 BOM 的比例超过 20%,而 Linker Hand O6 有望将这一比例降至 5-10% 的水平。这种「轻量化+高性能+低成本」的组合,也恰好击中了中尺寸机器人的核心需求,为破解无手困境提供了可行方案。
未来:让灵巧手成为可普及的部件从 Linker Hand O6 的参数设计不难看出,这又是一款直指打破灵巧手圈「成本-系统参数-稳定性」的不可能三角的产品。打破这个三角,成为「六边形战士」,已是赛道所有玩家的共同目标。无疑,Linker Hand O6 在轻量化和降成本上迈出了坚定的一步,但这并不代表着万事大吉,反而在为新阶段的开始预热:灵巧手需要从追求单一参数的参数革命,转向在真实场景中不断打磨、实现工程可用的生态革命。其核心任务,是在不可能三角中找到最佳的实践平衡点,让灵巧手先从够用能用跑向耐久好用。当前,许多灵巧手未能真正应用到中尺寸人形机器人身上,除了成本和重量影响外,还有一个关键就在于产品的稳定性和易用性还调教得不够好,算法与硬件的协同、抓取策略的泛化能力,都存在很大的升级空间。但解决这些问题的关键,也并不是得等到技术完美才能落地,而是要通过规模化应用积累数据、迭代优化。这与人形机器人本体的发展逻辑如出一辙,没有任何一款机器人是完美出世的,都是在场景中不断打磨升级。显然宇树 G1 并不是参数最顶尖的产品,但凭借适中的价格、稳定的出货量与可靠的模型复现能力,成为全球数千家科研机构的首选。其成功的核心在于构建了「规模效应-数据积累-技术迭代」的正向循环:
这种先跑起来再优化的路径,同样适用于灵巧手行业,现在需要的是一款类似宇树 G1 的能够引发规模效应的平台化产品。这款产品或许不需要能完全复现人手的所有细节,但需要满足便于集成、成本合适、能覆盖大部分场景、能满足实用需求这四个基本要素。从这个角度看,Linker Hand O6 凭借其 370 克的极致轻量化、6666 元的高性价比、6 个兼顾实用与复杂度的主动自由度以及 50kg 的强悍负载,已经初步具备了成为这样一款平台化灵巧手的潜质。对于尚处发展早期的灵巧手行业而言,这种平台化产品的出现十分重要。当前行业的核心矛盾不是性能不够强,而是应用不够多,具体表现出三个现象:
当下,灵巧手出货量和生态成熟度还远未达到机器人本体的水平。因此,更需要这种具有平台化的产品来充当燃料,推动技术从实验室的能用走向产业的好用。最终,让一双真正的巧手成为每一台中尺寸机器人的标配,而不再是一个奢侈的选配。中尺寸人形机器人的浪潮已至,但我们不应满足于它们只会奔跑和跳舞。赋予它们一双能够灵活操作环境的手,是通往通用具身智能的必由之路。轻量化灵巧手提供了一个现实且高杠杆的突破口。当手的自重足够低、价格足以被整机厂接受、同时功能覆盖常见场景时,整机厂更愿意把手装上试点,开发者们也会因此产生大量可复现的工程案例。随着出货量与挂载案例增加,数据与经验会驱动算法与硬件迭代,成本也会随规模下降——这才是从能用到耐用、好用的转变所依赖的正循环。当足够多的好用的灵巧手在真实世界中反复实践、被工程师调教并由场景检验之后,真正能替人干活的机器人时代,才会真正到来。