騰訊發(fā)布機器人靈巧操作研究成果，自研靈巧手與機械臂首次亮相

今天，騰訊Robotics X實驗室，發(fā)布了靈巧操作研究成果，并推出：

自研機器人靈巧手 “TRX-Hand（我）” 和機械臂 “TRX-Arm（我弟）”。

大家也可以叫我小靈手，能做很多細活，一個致力未來要成為服務(wù)大眾生活的機器人。（現(xiàn)在還在努力學習完善中）

初次見面，請大家吃葡萄。

（吃了我的葡萄，要繼續(xù)往下看哦） 為什么要致力服務(wù)生活？ 因為生活中有許多人需要幫助，如老人、殘疾人等等。 但生活環(huán)境太復(fù)雜了，除開這顆葡萄，還有無數(shù)種的物品，形態(tài)、功能、用法各不相同：機器人應(yīng)該怎樣去識別它們？又應(yīng)該怎樣去拿起？還應(yīng)該發(fā)多大的力才能保證不拿壞？ 目前還沒有一款機器人能全部做到。 我的出現(xiàn)就是為了去解決這個難點。 今天，請允許我給大家做個自我介紹，算是提前認識。（等我學成出山，來到你們家的時候，別感到陌生。）

大家看，拿起杯子的過程，都用了哪些感知能力？ 視覺——認識杯子：通過相機認識物體，了解布局。 接近覺——找到杯子：通過微型激光雷達和接近傳感器，接近物體，判斷距離，精準辨位。（人體也有類似的功能，當你老板站在你身后的時候，你會不自覺地感到一股涼意） 觸覺——感知杯子：全手覆蓋高靈敏度觸覺皮膚，能判斷接觸，輔助視覺，感知物體狀態(tài)。 力覺——拿放杯子：通過腕部力傳感使動作更輕柔，避免損傷物體。

我身上還有多傳感器信息融合技術(shù)，就像人閉著眼睛也能拿到面前的物品一樣，在行動中更精準執(zhí)行任務(wù)。

我擁有3根手指、8個可獨立控制關(guān)節(jié)，最大持續(xù)指尖力可達15牛，最大關(guān)節(jié)速度一秒鐘能夠轉(zhuǎn)動600度，又快又有力。 柔性驅(qū)動的指尖設(shè)計也有效提升了手指的抗沖擊能力，讓“手”更加可靠。

可輕松拿捏不同形狀尺寸物體和高動態(tài)的難度動作。

光說不練假把式，接下來看看我的操作！

大家試試拿水瓶，從左手拋到右手 拋接等高動態(tài)動作，實時性要求極高，執(zhí)行或感知上的細微誤差都會造成失敗。 在拿起物品的那一刻，便要根據(jù)傳感器確定好物品在手內(nèi)的位置與姿態(tài)，規(guī)劃出高動態(tài)動作軌跡。 再根據(jù)實時預(yù)測的物體飛行軌跡在數(shù)毫秒內(nèi)計算出最優(yōu)攔截時間、最優(yōu)攔截位姿與最優(yōu)攔截軌跡，保證抓拋物品被平穩(wěn)攔接。

雙手配合倒液體，確保兩個物體不觸碰

雙手配合搖液體，確保兩個物體緊碰不分開 雙手協(xié)同稍有不慎就會產(chǎn)生過大沖擊力，我會壞、物品也會壞。 結(jié)合視覺和觸覺，調(diào)整到最合適的握姿，基于機械臂末端力傳感信號的力位混合控制，實現(xiàn)雙手協(xié)同動作。 可能之前幾個操作，大家還沒完全感受到我的靈巧。 接下來，我的操作有多細，請看數(shù)字。 攪拌棒直徑8mm，插孔9mm。 僅僅依靠頭部相機，通過對物體間相對位置的迭代估計，并融入微小的觸覺感知，便能獲得穩(wěn)定的攪拌棒、孔的識別與定位。 攪拌棒是無紋理、高反光的細長物體，尤其是在插攪拌棒的過程中，不僅攪拌棒會遮住孔，攪拌棒的反光還會倒映出孔，讓視覺產(chǎn)生混淆。 于是我學習了人類穿針線時的處理方式：在失敗后，立馬重試，逐漸接近真實孔位、確保完成插孔操作。 在現(xiàn)實生活中誤差不能完全避免，機器人需要處理因此造成的任務(wù)失敗，并實時感知任務(wù)狀態(tài)，識別失敗并自主調(diào)整策略，最終成功完成任務(wù)，這就是我的容錯機制。

大家攪拌液體的時候一般會怎么做？用手臂或者手腕攪動。 我也可以，但我是小靈手，必須用極高的感知能力和控制精度，來展現(xiàn)我的“靈巧”。

手指攪拌 只用手指攪拌還真有點難，還好我會深度學習，還有可以無限試錯的仿真環(huán)境。 為了修煉手指攪拌，我在仿真世界里試了很久，收集了豐富的學習數(shù)據(jù)和優(yōu)化策略，在回到現(xiàn)實世界前，還練習了仿真環(huán)境 (sim) 與真實環(huán)境 (real)遷移法，將學到的經(jīng)驗帶到現(xiàn)實中。

于是覺醒了捻物 這么多經(jīng)驗，讓我在指尖接觸到攪拌棒時，便能很快、很穩(wěn)地生成三個手指的協(xié)同運動。 并對攪拌棒施加合適的力，在保證攪拌棒不掉落的前提下，按期望軌跡攪拌杯子里的液體。 看到這，是不是想留點什么言？ “寫對聯(lián)……摸麻將……按摩……吹頭發(fā)……彈鋼琴……打羽毛球……帶娃……” 這是在最近的展示過程中，朋友們和我的互動。 大家的想象更加地證明了生活中使用場景的復(fù)雜和多樣，這對我的靈巧操作能力是巨大挑戰(zhàn)。 不過我不怕，接下來我會努力學習更多技能，早日成為服務(wù)大家生活的機器人。 好了，我的介紹完了。 今天就到這兒吧，期待能盡快與大家見面。 （等下，你弟弟TRX-Arm呢？不介紹一下嗎）

彩蛋來了！ 我弟是騰訊Robotics X實驗室針對人居環(huán)境自主研發(fā)的高性能七自由度擬人機械臂，具有運動靈巧、爆發(fā)力強、觸控一體以及柔順安全等特點，可負載6kg以上，最大速度7.4m/s，最大加速度44.5m/s2。 不同于傳統(tǒng)的協(xié)作型機械臂，他采用了繩索傳動與差分驅(qū)動相結(jié)合的方式，不僅有效降低了傳動摩擦和運動慣量，還實現(xiàn)了多電機多關(guān)節(jié)協(xié)同驅(qū)動，具有高動態(tài)運動能力。此外，TRX-Arm前臂集成了768點的觸覺陣列，其刷新頻率高達1000Hz，以此實現(xiàn)了酒瓶在滾動和平衡過程中的高頻實時定位。

審核編輯 ：李倩