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10日电(记者张漫子)中国科研人员研制的智能灵巧手因首次实现(shíxiàn)类人水平的自适应抓取,9日登上了(le)国际期刊《自然·机器智能》。
这项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(de)面积(miànjī)上集成了高分辨率触觉感知(gǎnzhī),使机器人的智能与交互能力迈上新台阶。
这只灵巧手的一大(yīdà)亮点是能根据触觉(chùjué)反馈,实时调整动作。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(dānshǒu)同时抓起垒球和高尔夫球,姿势与人类拿球类似。
图为研究团队(tuánduì)研制的灵巧(língqiǎo)手F-TAC Hand 与人手的抓取动作比较。(科研团队制图)
手是人体最灵活的器官之一,也是使用(shǐyòng)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,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(rú)通过(tōngguò)肌肉、关节感知力量,通过皮肤感知纹理、温度等。”北京大学(běijīngdàxué)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(jīqìrén)高敏感(mǐngǎn)的触觉反馈一直是难题。
手的精准抓握,不仅涉及触觉反馈(fǎnkuì),还在于其与运动能力的默契配合。北京大学人工智能研究院博士生李宇飏说,这要求我们必须(bìxū)根据全手触觉反馈实时调整运动策略,而机器手关节(guānjié)灵活性的增强又会给控制算法带来(dàilái)极大挑战。
中国团队(tuánduì)以传感器(chuángǎnqì)与结构一体化(yītǐhuà)设计突破了“灵巧手不灵巧”的瓶颈。高分辨率触觉传感器覆盖(fùgài)了手掌表面70%的区域,空间分辨率达0.1毫米,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(shǒuzhǎng)一样,在抓取中实时感知接触变化并迅速调整,极大提升了机器人操作的适应性和稳定性。”论文通讯作者(zuòzhě)、北京通用(tōngyòng)人工智能研究院研究员刘航欣说。
《自然·机器智能》审稿人认为,这一研究首次实现了机器人(jīqìrén)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(tuòzhǎn)机器人在医疗、工业等领域的应用潜力。
新华社(xīnhuáshè)北京6月10日电(记者张漫子)中国科研人员研制的智能灵巧手因首次实现(shíxiàn)类人水平的自适应抓取,9日登上了(le)国际期刊《自然·机器智能》。
这项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(de)面积(miànjī)上集成了高分辨率触觉感知(gǎnzhī),使机器人的智能与交互能力迈上新台阶。
这只灵巧手的一大(yīdà)亮点是能根据触觉(chùjué)反馈,实时调整动作。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(dānshǒu)同时抓起垒球和高尔夫球,姿势与人类拿球类似。
图为研究团队(tuánduì)研制的灵巧(língqiǎo)手F-TAC Hand 与人手的抓取动作比较。(科研团队制图)
手是人体最灵活的器官之一,也是使用(shǐyòng)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,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(rú)通过(tōngguò)肌肉、关节感知力量,通过皮肤感知纹理、温度等。”北京大学(běijīngdàxué)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(jīqìrén)高敏感(mǐngǎn)的触觉反馈一直是难题。
手的精准抓握,不仅涉及触觉反馈(fǎnkuì),还在于其与运动能力的默契配合。北京大学人工智能研究院博士生李宇飏说,这要求我们必须(bìxū)根据全手触觉反馈实时调整运动策略,而机器手关节(guānjié)灵活性的增强又会给控制算法带来(dàilái)极大挑战。
中国团队(tuánduì)以传感器(chuángǎnqì)与结构一体化(yītǐhuà)设计突破了“灵巧手不灵巧”的瓶颈。高分辨率触觉传感器覆盖(fùgài)了手掌表面70%的区域,空间分辨率达0.1毫米,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(shǒuzhǎng)一样,在抓取中实时感知接触变化并迅速调整,极大提升了机器人操作的适应性和稳定性。”论文通讯作者(zuòzhě)、北京通用(tōngyòng)人工智能研究院研究员刘航欣说。
《自然·机器智能》审稿人认为,这一研究首次实现了机器人(jīqìrén)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(tuòzhǎn)机器人在医疗、工业等领域的应用潜力。


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