近日,由北京通用人工智能研究院、北京大学等单位联合研发的仿生灵巧机器人手——F-TAC Hand正式发布,标志着我国在高精度触觉感知与智能操作领域实现关键技术突破。作为全球首个实现“全手高分辨率触觉感知+完整运动能力”的机器人手,F-TAC Hand不仅填补了国内空白,也在国际上具有里程碑意义,其出现或将重塑机器人与现实世界的交互范式。
一、技术创新:三万触觉像素驱动“人类级”精细操作
F-TAC Hand最突出的技术亮点在于其超高分辨率的触觉系统。据官方数据,其手掌表面约70%的区域部署了高密度触觉传感器,总体分辨率达到每平方厘米10,000个触觉像素,即每平方分米30,000像素,远超国际主流仿生手产品。
以OpenAI与Google DeepMind联合打造的机器人手为例,其触觉分辨率约为F-TAC Hand的四分之一。这种量级的提升使F-TAC Hand能精准感知物体形状、材质、纹理甚至滑动趋势,显著提升抓取与操作的精度与鲁棒性。
此外,F-TAC Hand的运动系统仿照人手构造,采用绳驱动机制控制五指屈伸,辅以关节扭簧自动复位设计,共实现15个自由度,可输出最大10牛顿握力。其抓取表现接近人类,能稳定处理鸡蛋、乒乓球等易碎物体,抓取成功率高达99.5%,远超当前市售机器人手产品。
二、感知+认知:打造“懂抓取”的仿生手
为实现“知行合一”,研发团队还提出了一套智能抓取算法。该算法基于概率建模,学习了19种人类常用抓取方式,并能根据剩余手掌空间、周围物体分布实时动态规划下一步动作。
实验数据显示,在复杂环境下,带有触觉反馈的F-TAC Hand其抓取成功率由53.5%提升至100%,对执行误差与环境干扰具有极强适应能力。此外,团队采用模块化组合方式,将17个不同类型的触觉传感器以6种模式布局,实现了传感器结构与仿生运动的一体化融合。
该系统还具备高度拓展性,为未来与AI模型、边缘计算模块、物联网系统等融合提供了底层支撑平台。
图:仿生灵巧机器人手F-TAC Hand发布,实现关键突破,具国际里程碑意义。
三、应用拓展:医疗、制造、家庭服务全面开花
F-TAC Hand的多项优势使其具备广泛应用前景,尤其在以下几个关键领域表现出强大潜力:
1. 医疗康复与智能假肢
在外科手术辅助方面,F-TAC Hand的高灵敏度与精确控制能力可广泛应用于神经外科、微创手术等对操作精度要求极高的场景。同时,结合脑机接口技术,其有望进一步提升假肢控制的自然度与响应速度。
我国目前约有2400万肢体残疾人,其中上肢残疾超过800万人。仿生手的国产化可有效缓解假肢产品依赖进口的问题,为患者提供更加经济、智能、接近真实手部体验的替代方案。
2. 高精制造与危险作业
F-TAC Hand适用于高精度、可重复操作场景,尤其适合复杂装配线,如半导体封测、汽车零部件组装、3C设备维修等。此外,其出色的耐久性和感知能力使其在核能设施、深海探测、宇航等极端环境下具备独特优势。
3. 家庭服务机器人核心部件
随着中国老龄化社会加剧及生活品质要求提升,服务型机器人市场快速增长。F-TAC Hand可嵌入各类家政、陪护、助残机器人,实现清洁、烹饪、照护等复杂任务。根据IDC预测,到2030年全球家庭服务机器人市场规模将达1500亿元,年复合增长率将超过20%。
四、深远意义:推动中国机器人迈向智能化、国产化
F-TAC Hand的成功不仅是机器人末端执行器技术的突破,更代表着中国在机器人核心技术自主可控方面的关键进展。长期以来,国内机器人产业在灵巧手、减速器、控制系统等核心部件领域对外依赖度较高,严重制约了产业升级。
此次F-TAC Hand从底层材料设计、传感器架构到运动控制算法均为国产化路径,为打破国际技术封锁、实现高端机器人“卡脖子”问题的缓解提供了可行范本。
更重要的是,该成果也推动了具身智能(Embodied Intelligence)研究的实践落地。它强调智能体必须具备感知-运动-认知的闭环系统,F-TAC Hand正是这种理念的具象体现。
五、持续挑战:量产、耐久性、伦理思考不容忽视
尽管F-TAC Hand已实现样机验证,但其距离大规模商业化仍存在瓶颈:
1. 成本问题:当前整机制造成本约为50万元人民币,产业化需控制在20万元以下,方能大规模进入康复、制造等市场。
2. 传感器稳定性:长期使用条件下,如何提升触觉传感器的抗疲劳性和防尘、防水能力仍需持续优化。
3. 智能算法泛化:现有抓取策略大多基于常见物体场景,如何实现对未知环境与变形物体的鲁棒处理仍是一项挑战。
与此同时,仿生手在逐步取代部分人类岗位的过程中,也带来了职业替代、伦理边界等社会问题。例如,国际劳工组织曾预计,未来10年内,机器人自动化可能影响全球10%的岗位结构分布。这要求政策层面提早布局教育再培训计划,规避因技术发展带来的社会阵痛。
六、展望:从样机走向智能体核心部件
展望未来,F-TAC Hand将在以下方向持续演进:
* 与AI大模型深度融合:提升意图识别与任务决策能力;
* 搭载国产芯片与控制器:推动全链路本土化;
* 模块标准化设计:加速仿生手部件进入生态化产业链。
随着仿生技术、半导体工艺、AI算法和材料科学的协同发展,未来的机器人将不再只是“听得懂命令”,更能“触得出细节、抓得住变化、应得了挑战”。
F-TAC Hand无疑是我国在这一进程中的关键一跃。
如无意外,它不仅将在技术维度重塑机器人手部交互标准,更将在全球范围内提升中国机器人产业的影响力。这是技术的突破,更是智能制造时代中国创新能力的一个缩影。