今天小編分享的互聯網經驗：人形機器人觸碰世界，從2000顆傳感器開始，歡迎閲讀。
作者｜黃楠
編輯｜袁斯來
作為人類身體關節中最靈活的部分，206 塊人體骨骼中，手部關節就占了四分之一。這也意味着，在人形機器人日趨接近人類智能的今天，想要令其能落地具體場景、并完成任務，一雙靈巧手的感知和操控，對機器人能力的突破起到重要作用。
當前，靈巧手操作以視覺方案為主，基于高清攝像頭、相機等視覺傳感器，對周圍環境的影像數據進行捕捉及處理，構建三維立體結構，可提供實時的視覺反饋，幫助人形機器人準确識别、定位和操作。
但在復雜環境中，由于受到光照、遮擋、透視變形等因素影響，可能導致視覺傳感器出現感知不完整、信息失真的情況。觸覺方案可以有效彌補這一局限。
通過實時感知機器人與物體間的接觸力和接觸狀态，觸覺傳感器所接收到的信息反饋更及時、精确，有助于靈巧手調整其操作狀态，比如抓取力度、姿态或手部動作的軌迹等，确保穩定精準地完成任務。在面對柔軟、易碎或不規則形狀的物體時，觸覺傳感器反饋顯得尤為重要。
随着靈巧手對觸覺傳感器的感知要求提升，低精度、低靈敏度、分辨率差和高成本的傳統觸覺傳感器，無法滿足市場需求，不适宜大面積部署；而高端觸覺傳感器則以歐美等國壟斷，占據 80% 以上的市場。作為人形機器人及其他先進制造業的底層技術，加快觸覺傳感器國產化替代成為關鍵命題。
硬氪長期關注的帕西尼感知科技（PaXini Tech.），正是一家以多維觸覺傳感技術為核心的觸覺傳感器和人形機器人創新公司，其核心產品覆蓋多維度觸覺傳感器、多指觸覺靈巧手、到人形機器人的全線布局。
今年 2024WRC 上，帕西尼感知科技正式發布了其第二代多維觸覺人形機器人 TORA-ONE、第二代多維觸覺靈巧手 DexH13，及基于 ITPU（Intelligent Tactile Processing Unit，多維觸覺處理單元 ) 技術的多維度觸覺傳感器 PX-6AX GEN2。
一個需要承認的現實情況是，匹配現階段機器人智能水平下，上半身的操作能力覆蓋了其一大部分的應用，例如工廠流水線組裝、機械臂焊接、搬運等。當人形機器人進入更多落地場景中去，将涉及到人類生活中大量的精細化操作任務，需要其具備更豐富的感知、可靠的決策與穩定的執行能力。
以觸覺傳感器為依托，帕西尼感知科技已具備從核心零部件、靈巧手到人形機器人整機制造的全鏈條生產能力。產品正廣泛應用于工業制造、精密加工、醫療健康以及倉儲物流等多個領網域。
更靈活和自由
從外形來看，帕西尼感知科技發布的第二代多維觸覺人形機器人 TORA-ONE，在雙臂和靈巧手的自由度上都進行了更新。人形機器人的自由度越多，其靈活性和通用性也越好。
TORA-ONE 整機共由 47 個自由度組成，包括本體 21 個、四指仿生靈巧手 26 個，單臂負載能力為 5 公斤。其中，四指仿生靈巧手 DexH13、以其所搭載的多維觸覺傳感器 PX-6AX GEN2，是帕西尼感知科技此次推出的兩大核心產品。
在以工業機器人為代表的上一代機器人中，末端執行器根據應用場景的需求，其手部多以抓夾形态存在，只能執行產線上單一類型的任務，通用性不高。
DexH13 作為一款多維觸覺靈巧手，也是市面上目前首款融合了觸覺、視覺雙模态的四指仿生靈巧手，其單手擁有 13 個主動自由度；既可以完成托舉、夾取、焊接等工業任務，也能模拟人類做抓取、旋轉等復雜的手部動作，在柔性任務中表現良好。
多模态感知，柔性作業
為了增加觸覺感知靈敏度和手抓力反饋，帕西尼感知科技在 DexH13 雙手上，搭載了近 2000 顆自研生產的高精度觸覺傳感器 PX-6AX GEN2，能在超高分辨力下進行壓感、摩擦、軟硬質地等 15 種多維觸覺感知，達到全量程 0.01N 高精度測量；并提供精細温度補儀，除三維、六維力外，還能對材質、温度多維物理信息觸覺感知。
而在視覺方面，DexH13 雙手集成了有 800 萬高清 AI 手眼相機，基于先進的零樣本位姿估計視覺算法，搭配上 TORA-ONE 的 5 個攝像頭和 2 個深度攝像頭，能夠識别和抓取物體六維位姿，适應多種復雜環境和任務。
基于 VTLA 多模态感知模型進行物體位姿及抓取姿态估計，并評估精确抓握點
在 TORA-ONE 整機的下肢方面，其底盤和軀幹采用了高度模塊化結構設計穩定性強，腰部的折疊設計能進行靈活伸展，身高區間在 1.46 米至 1.86 米，以适應于工業制造、醫療康養、倉儲物流等多種立體空間高度的作業需求。
它配備了高運動性通用移動底盤，可進行 360 度全向移動能力，即使是復雜的車間布局或動态工作環境中，也能完成自适應快速移動，最大速度可達 1m/s，續航時長達 8 小時，為工業生產高強度連續作業提供可靠、穩定的動力支撐。
同時 TORA-ONE 的移動底盤還配備了激光雷達 SLAM 定位導航系統，能夠在復雜的三維環境中精确定位，準确識别各種物體和位置信息，迅速規劃最優行動路徑，精準避障，極大地提高生產效率和操作穩定性。
跨場景高效作業
今天，盡管傳統的大型工業自動化設備在一定程度上提升了生產效率，但由于缺乏對復雜場景的認知能力，應用空間局限，多用于解決特定簡單任務，難以迅速靈活應對精巧復雜的手工產品及復雜多變的生產需求。
趨于復雜及高度定制化需求的產品大幅增加，靈活且精準的響應批量定制訂單是關鍵所在。
以工業場景為例，在精裝配送環節，TORA-ONE 基于觸覺傳感器和視觸覺多模态感知模型，可以快速感知并判斷出零部件的形狀、尺寸和材質等信息，而後用靈巧手完成精密配件的組裝工作，并将其運輸到指定地點。
其采用先進的運動學建模與控制算法，可完成高自由度運動下穩定且高精度作業能力，并與周邊設備及環境進行安全、高效的互動，靈活适配各類工件的柔性抓取、裝配及上下料等操作。
随着 TORA-ONE 智能化水平和運動機能的提升，最終實現從單一基礎勞動，進入到更復雜的柔性任務中去。
深度學習，持續優化
早期自我造血能力
根據 Omdia 最新報告數據，預計到 2027 年，全球人形機器人出貨量将超過 1 萬台，到 2030 年将達到 3.8 萬台，2024-2030 年復合年增長率可達到 83%。
但作為一個集 AI 算法、運動控制、硬體結構、供應鏈等于一體的大型智能移動終端，人形機器人是目前公認的難度系數最高的產品，僅零部件就接近 5000 餘個，系統工程量極大。
人形機器人展現出了龐大的市場需求。但就現階段來看，行業仍存在技術、成本等問題待解決，部分企業仍處于產品的研發和測試階段，商業化進程還在早期。
因此，有不少企業或是選擇以教育科研、服務機器人、或從核心零部件等商業化更成熟的賽道為切入點，這部分業務可以在早期為企業帶來一定的穩定收入，保持造血能力。
其中在硬體方面，除技術難度最高的減速器、伺服系統和控制器外，人形機器人所用到的控制器、傳感器、電池系統等，和工業機器人和新能源車等領網域的應用有較大的重復性。
以帕西尼感知科技自研的觸覺傳感器為例。在產品方面，面向消費級機器人、智能家居領網域，帕西尼感知科技推出了 PX-3AX 觸覺傳感器，主打高性價比，可實現多場景、高精度、多維度的觸覺感知。
目前，多維觸覺傳感器在許多精細化操作場景中應用已十分廣泛，基于海量多維度觸覺數據，可以有效提升設備操作的可靠性。而多模态模型驅動的算法和 AI 自主學習能力，可增強在傳感器在復雜任務程式和多元場景中的通用性。
靈巧力控，高性能臂手組合
目前，帕西尼感知科技的多維觸覺傳感器已在工業機器人、手術機器人、移動機器人、服務機器人以及智能座艙中均有落地應用。
官方在線商城也于今日正式上線，其中 PX-6AX GEN1 已開售，另一款專業級機器人 ITPU PX-6AX GEN 2 也将計劃一周後上線開啓發售。
接下來，帕西尼感知科技将繼續推動多維觸覺傳感器在更多場景中應用，開拓潛在市場，同時加快靈巧手的落地進程，從上遊零部件、核心設備到人形機器人整機，進一步探索產業化的可能性。
