探秘灵巧手关键技术及灵巧手应用领域

灵巧手是一种模拟人类手部功能的高自由度机器人末端执行器，通过多关节、多模态感知和智能控制技术，实现复杂物体的抓取、操作与交互。其核心价值在于突破传统机械夹爪的局限性，赋予机器人接近人类手部的灵活性与适应性，为工业、医疗、服务等领域提供更高效的自动化解决方案。

今天就带大家一起探秘灵巧手这一充满神秘色彩与无限潜力的前沿行业。

灵巧手的关键技术

机械结构设计：参考人类手部的解剖结构，灵巧手的设计需要精确规划关节、骨骼和肌肉等对应结构。比如，要实现类似人手的抓握、捏取等动作，需要合理设置关节的自由度、活动范围和传动方式等。比如灵巧智能DexRobot的推出的DexHand021这款灵巧手，具有19个自由度，手指能够灵活弯曲和伸展，可实现人手33项功能动作中的32项。

驱动与传动技术：常见的驱动方式有液压驱动、电机驱动、气压驱动和形状记忆合金驱动等。液压驱动输出力大，但系统复杂；电机驱动控制精度高、响应快，应用较为广泛；气压驱动成本低、清洁，但力的控制精度相对较低；形状记忆合金驱动则具有独特的变形特性，适用于一些特殊场景。传动技术方面，包括腱绳传动、连杆传动等，用于将驱动器的动力传递到各个关节。

感知技术：触觉传感器是灵巧手感知的关键，可让其感知物体的表面纹理、硬度、压力分布等信息，从而调整抓握力度和方式，防止物体滑落或损坏。力传感器能测量手指施加在物体上的力的大小和方向，实现精确的力控制。视觉传感器与其他传感器融合，帮助灵巧手识别物体的形状、位置和姿态，为抓取动作提供准确的定位信息。灵巧智能DexRobot的灵巧手产品配备先进的多模态感知系统， DexHand021，内置23个传感器，涵盖触觉、力觉等多种类型，与视觉传感器深度融合，使灵巧手在感知物体时更加全面、精准，为后续的智能控制提供丰富、可靠的数据基础。

控制算法：基于传感器获取的大量数据，控制算法要对灵巧手进行实时、精确的控制。如通过机器学习算法，让灵巧手从大量抓取任务中学习，自动优化抓握策略；模型预测控制算法可根据当前状态和目标，预测未来的动作轨迹，提前调整控制参数，提高操作的稳定性和准确性。

灵巧手的分类

按自由度数量分类

低自由度灵巧手：通常具有较少的关节和自由度，结构相对简单，成本较低，适用于一些对操作精度要求不高、任务较为单一的场景，如简单的物体搬运、分拣等。

高自由度灵巧手：具备多个关节和较多的自由度，能够实现更复杂、精细的动作，可模拟人手的各种动作，适用于需要高度灵活性和精确操作的场合，如科研实验中的精细操作、医疗手术辅助等。

灵巧智能DexRobot现已量产的DexHand021拥有19个自由度，具有高可靠性、高集成、强兼容、易维护、低功耗、多模态六大产品优势，可实现单手玩魔方、一手抓多物、使用常用工具。灵巧智能DexRobot发挥“探索一代、研制一代、量产一代”的发展思路，在DexHand021量产发布的同时，同步开展DexHand021专业版的探索和DexHand123三指版的研制工作。DexHand 021专业版采用臂手结合的设计思路，相较于DexHand021量产版，拥有更高自由度、更精细操作能力和更智能化的感知能力。DexHand 123三指版则摒弃“通用化”的设计思路，聚焦可满足人手70%功能的三指方案。

按驱动方式分类

内置驱动器灵巧手：驱动器集成在手指内部，具有较好的刚性和精度，便于传感器直接测量，且设计紧凑，但通信和控制难度较大，手指尺寸可能会增加，影响关节灵活度。

外置驱动器灵巧手：驱动器位于手本体外部，一般通过腱绳连接，设计灵活性高，可采用大功率驱动电机提升抓取能力，但传感器信息反馈复杂，维护难度大。

混合置式灵巧手：结合了外置和内置的优点，部分驱动器置于手臂，部分置于手掌，能在保证驱动力的同时，一定程度上兼顾灵巧性和控制便利性。

灵巧手的应用领域

工业制造领域：在电子设备制造中，灵巧手可进行微小零部件的精密装配，如手机芯片的安装、电路板的焊接等，在汽车制造中，能完成汽车内饰件的安装、零部件的检测等工作，降低人工成本，提升生产的自动化水平。灵巧智能DexRobot 的灵巧手产品在工业制造领域得到广泛应用。例如，DexHand021将推动“机器换人”的深入实施，通过精准地完成零部件的抓取、装配等复杂任务，提高生产效率和产品质量。

医疗领域：在手术中，灵巧手可作为手术辅助工具，协助医生进行更精确的操作，如微创手术中的组织缝合、器官抓取等，减少手术创伤。对于残障人士，灵巧手假肢能够为他们恢复手部功能，提高生活自理能力，如抓取物品、操作工具等。灵巧智能DexRobot 积极探索灵巧手在医疗领域的应用，其DexHand021可以协助医护人员完成一些精细的护理操作，减轻医护人员的工作负担，成为患者康复的智能助手。

服务领域：在家庭服务中，灵巧手可帮助老年人或行动不便的人完成日常生活任务，如拿取物品、开关门窗、打扫卫生等。灵巧智能DexRobot 着眼于服务领域的需求，或许会成为家用机器人走进千家万户的核心部件。在酒店、餐厅等场所，能实现物品的配送、餐具的收拾等工作，提升服务质量和效率。

科研与探索领域：在太空探索中，灵巧手可用于太空站的设备维护、太空样本的采集等任务。在深海探测中，能在高压、复杂的海洋环境下进行海底生物样本采集、海底设备维修等工作，拓展人类对未知领域的探索能力。

灵巧智能DexRobot的定位是硬件和供应链的赋能者，通过开放平台和协同创新，支持科研机构、企业和开发团队构建更广泛的应用场景。灵巧智能DexRobot计划通过标准化的开发平台和模块化工具，为行业伙伴提供便捷的软硬件接口。其最新研发中的DexHand 123三指版将在成本控制方面具有明显优势，成为众多应用场景中成为一个经济高效的选择，可以覆盖更多对高可靠性、高节拍和低成本需求的工业场景用户。

灵巧智能DexRobot成立于2024年1月，是一家年轻的以灵巧操作为核心科技能力的具身智能机器人企业。公司拥有强大的研发团队，由中国科学院院士机器人技术首席专家领衔，由硬核机器人科学家及专家合作组建，依托上海交通大学的科研实力与人才优势，共同推动人形机器人和工业机器人产业的发展，提高机器人末端执行器技术水平，实现通用智能多模态触视感知的灵巧操作系统的研发、生产和销售。

2024年10月灵巧智能DexRobot就推出了其国产首款量产高自由度五指灵巧手DexHand021，其量产版公布的零售价及首批用户体验价仅6.8万元，价格极具竞争力，远低于国内外同行，可以让更多人能够以实惠的价格享受到先进的机器人灵巧手技术。

灵巧手的发展趋势

灵巧智能DexRobot打造的遥操作套件及具身智能训练平台，打通了视-臂-手-触-动全链路技术路径，形成了一整套的裸眼3D显示设备/VR视觉眼镜与机械臂、灵巧手和远程操作空间的远程环境操作的整体技术方案，极大提升了远程环境下的灵巧操作精准数据采集能力。

未来，随着人工智能、传感器技术、材料科学等多学科的持续进步，灵巧手将朝着更高的智能化、拟人化向发展，有望具备更强大的感知和学习能力，能够更加自然、灵活地与人类和环境进行交互。同时，降低成本、提高可靠性和通用性将是灵巧手实现大规模普及的关键。

秉承可靠、实用、经济、智能、开放的产品理念，灵巧智能DexRobot致力于构建一个人机和谐共融的未来世界。通过不断的技术创新与产品优化，灵巧智能DexRobot 将在推动灵巧手技术发展与应用普及的道路上持续发挥重要作用，推动行业迈向新的发展阶段。