Daxo Robotics柔性手:非刚性机器人“画圆”背后的技术突破与无限可能

Daxo Robotics柔性手:画圆背后的挑战与“无限自由度”突破。

原文标题:机器人手画圆圈,怎么就成为了一大难题了?

原文作者:机器之心

冷月清谈:

最近,Daxo Robotics团队展示了一款名为Muscle v0的创新型柔性机械手,仅用两根手指就成功画出了一个圆圈。这看似简单的任务,对传统机械臂而言并非难事,但对于这款柔性手却极具挑战性。其独特之处在于它并非传统意义上的刚性关节机器人,而是通过40条肌腱驱动,没有关节结构,因此具备“无限”自由度,甚至实现了7公斤的握力。传统机器人控制方法如逆向运动学(IK)或硬编码对其几乎无效。研究人员花费两天时间才完成画圆,这充分展示了其控制的复杂性。文中指出,Muscle v0是专为机器学习设计的,拥有丰富的传感能力和高维度的控制信号,团队甚至为此“魔改”了模拟器。Daxo Robotics希望通过这一展示,突显即便在缺乏人类对控制机制明确理解的前提下,这种由肌腱驱动的柔性机械手也能涌现出精确的运动。这预示着柔性机器人可能在灵巧度和精确控制方面超越传统刚性机器人,为未来的机器人技术开辟了全新的方向,验证了非刚性机械手具备更高的上限,尤其在需要精细适应性和柔顺性的任务中潜力巨大

怜星夜思:

1、文章提到柔性机械手连硬编码都很难实现,完全依赖肌腱驱动。那你们觉得,未来这些「无限自由度」的机器人,是会发展出类似人脑的控制学习范式,还是会走上一条完全不同的,计算量爆炸的“暴力学习”之路?
2、这种柔性机械手目前只是画个圈,转个笔。但对比过去常见的工业机械臂,它在哪些方面会更有优势或者说能开辟哪些新的应用场景?例如医疗、服务业等等。
3、柔性机器人手能够达到7公斤的握力,而且据说未来可能具有「超人类能力」。如果这样的柔性机器人普及了,它在与人交互时的安全性,以及可能带来的社会影响,你们觉得会是怎样的?

原文内容

机器之心报道

编辑:冷猫


世界机器人大会马上就要开幕了,于是我们最近多留意了一些机器人相关的信息。


除了社交媒体上各类人形机器人出丑的搞笑视频之外,最近也有一些有意思的东西。


比如一些会做家务的人形机器人,床边伪装成台灯的叠衣服机械臂,新的通用型控制模型等等。


已经开放预购的叠衣服机械臂,但我们都认为这视频好像 AI 生成的。


直到我们看到了一个推文,声称这是机械手「首次画出圆圈」


我寻思不对啊,今年已经 2025 年了,会艺术创作的机器人都数不胜数了,难道机器人还画不出一个圆圈吗?



发推的是华人研究者 Tom Zhang,是 DaxoRobotics 的创始人,来自 宾夕法尼亚大学 GRASP 实验室的博士


「我们花了两天时间才画出一个圆圈。据我们所知,这是机器人手首次画出圆圈?我们甚至没有见过任何其他机器人手,哪怕只有一点点远程操作或人工智能能力来进行圆圈绘制。在纸上看起来很容易(字面意义上的玩笑),但实际上并不简单。」


等一下,为什么画个圈要花两天时间?我们先看下他的机器手画圈的视频:



这和我们平常理解的机械臂画圆完全不一样,没有多轴向的坐标移动控制,没有手臂,只有两根「柔性的」手指夹着笔画圆。


这两个手指并不是传统的刚性关节设计。手指中有 40 条肌腱,但没有关节,其运动是由肌腱进行控制,传统的逆向运动学(IK)求解器对此几乎无能为力。


根据介绍,这个机械手似乎具备限」自由度,并且目前具备 7 公斤的握力,并且手指中间没有电机结构。


面对一些质疑,Tom Zhang 也回应道:我应该提一下,我们甚至不知道该如何对这种行为进行硬编码,因为它是高度依赖肌腱驱动的,根本没有办法用硬编码来实现


当然它也不仅仅只会画圈,Zhang 说还会「画些其他东西」。



在「画圈」之前两天,Daxo Robotics 就发了「超人类灵活性」的预告:在视频中,柔软的手可以倒拿着笔,暗示它可能能够倒写 —— 因此具有超人类的能力。


所以现在看来,「超人类的能力」就是画圆?



当我还在疑惑「画圆」超越人类能力的点在哪的时候,网友的评论已经揭示了答案:原来人在画圆的时候需要手腕运动…



Daxo Robotics 也不是第一次用这些趣味小动作出圈了,不久前的机械手转笔、拿扑克牌的操作也吸引了不少眼球。我们也做过视频:



据 Tom Zhang 表示:「手」确实是一个连续谱系(多样体)。


「我们想要展示的是:即便在没有人类对控制机制的明确理解的前提下,也能涌现出精确的运动。」


当时这个机械手叫做 Muscle v0,具有超高灵巧度(无限自由度)、为机器学习量身定制、坚固耐用,性能可靠的特征。


Daxo Robotics 不仅借鉴了人手的外形,更融入了人类肌肉控制的核心原理。当他们打造出机械手的第二根手指时,它就已经能够旋转笔杆了。


对于刚性机器人来说,「自由度」是一个相对容易定义的概念。但在柔性机器人中,自由度理论上是无限的


一个更有意义的衡量方式是「可驱动自由度」的数量 —— 而的这只手能够具备数以百计的可驱动自由度。


同时,这个机械手是为机器学习而生的。


可以通过远程操控和仿真模拟两种方式采集数据。为了实现这一点,他们甚至「魔改」了现有的模拟器,自行构建了可变形的柔性结构模型。


这款机器手拥有丰富的传感能力,能提供高维度的力反馈信息。与此同时,输入给机器人的控制信号本身也是高维度的,为学习提供了极大的探索空间。


由肌腱控制的柔性机械手,在自由度和灵活度上显著比刚性关节控制的机械手优越。而从目前的演示来看,哪怕控制机制仍然不完全明确,但柔性机械手在精确控制方面似乎也不遑多让。


所以非刚性的机械手是否真的具备更高的上限呢?欢迎在评论区讨论。


参考链接:

https://x.com/tom_jiahao/status/1952042477541826690

https://x.com/tom_jiahao/status/1942526958035976379

https://x.com/adcock_brett/status/1952037740972838988

https://daxo-robotics.com/



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