6月13日，据湖北省科技厅消息，由北京大学武汉人工智能研究院（以下简称“北武院”）、北京大学人工智能研究院、北京通用人工智能研究院等单位联合组成的科研团队，开发出全球首个同时具备全手高分辨率触觉感知和完整运动能力的机器人手系统——“基于全手触觉的机器人仿生手”（简称F—TAC Hand），首次在保持完整运动能力的前提下，实现了机器手掌表面70%区域的高分辨率触觉覆盖，使机器人能够像人类一样通过触觉反馈进行精确操作和适应性抓取。该成果展示了我国在机器人前沿技术领域的创新能力，对推动机器人技术的自主创新和国产化具有重要意义。相关成果在国际顶级学术期刊《自然·机器智能》上发表。
机器人仿生手F-TAC Hand抓取多物体示意图（研究团队供图）
人的手部由27块骨骼和34块肌肉组成，提供了24个自由度的灵活性，具有结构高度复杂、功能极为精密等特点。手部在拿取物体时涉及“触觉反馈”与“运动功能”两大能力。以往的研究中，触觉反馈与运动能力的整合被认为是机器人研究领域中的关键挑战之一，对人类手部功能的研究是具身智能与机器人研究的前沿。
据介绍，高分辨率触觉传感器覆盖了该手部系统手掌表面70%的广大区域，空间分辨率达到0.1毫米，相当于每平方厘米约有10,000个触觉像素，远超目前商用机器手的触觉感知能力，目前最先进的Shadow Hand仅在指尖提供单点力传感。F—TAC Hand借鉴了人类手部的生物结构，将17个高分辨率触觉传感器以6种不同配置集成，使其像人类手掌一样，在抓取过程中实时感知接触变化并迅速调整，极大提升了机器人在不确定环境中的操作稳定性。此外，研究团队还开发出生成人类多样化抓取策略的算法，涵盖了人类常见的19种抓取类型。
实验结果表明，相比没有触觉反馈的系统，F—TAC Hand在面临执行误差和物体碰撞风险时表现出显著的适应性优势，平均成功率从53.5%提升至了100%。这项研究成果有望推动机器人技术在医疗、工业制造、特殊环境作业等领域的落地应用。
论文通讯作者、北武院具身智能与机器人实验室主任、北京大学人工智能研究院助理教授朱毅鑫说：“我们的研究不仅是技术上的突破，更为理解智能的本质提供了全新视角。人类智能深深植根于身体的感知能力，尤其是手部的触觉体验对我们认知世界至关重要。”
这项研究成果有望推动机器人技术在医疗、工业制造、特殊环境作业等领域的应用落地。朱毅鑫表示：“未来我们将继续深化触觉感知与机器人控制的结合，探索更加智能的体感交互范式，为实现真正意义上的通用人工智能奠定基础。”
北武院成立于2022年11月，由北京大学、武汉市政府、东湖高新区三方共建，是湖北省高水平新型研发机构的典型代表。北武院贯彻首席科学家的通用人工智能发展战略，通过打造全栈自研的大型社会模拟器，为公共决策提供科学支撑，为产业升级提供技术路径。（文 姜胜来）
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