AI热点 10 hours ago 172 Views 0 Comments

机器人手画圆圈,怎么就成为了一大难题了?

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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。

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    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:

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      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「无限」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?

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        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/#four

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