4月25日
，騰訊Robotics X實驗室公布最新機器人研究進展，首次展示在靈巧操作領域的成果，推出自研機器人靈巧手 TRX-Hand和機械臂 TRX-Arm。

其中，靈巧手TRX-Hand擁有像人手一樣靈活的操作能力

，可適應不同場景

，靈活規劃動作，自主完成“操作”。而機械臂TRX-Arm針對人居環境自主研發，擁有七自由度和擬人的特性
，具有運動靈巧、爆發力強
、觸控一體以及柔順安全等特點。

一般來說
，機器人技術根據“智能程度”可分為三個階段：隻能完成固定命令的程序機器人、能(neng)夠(gou)感(gan)知(zhi)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)的(de)自(zi)適(shi)應(ying)機(ji)器(qi)人(ren)以(yi)及(ji)能(neng)夠(gou)自(zi)主(zhu)學(xue)習(xi)和(he)決(jue)策(ce)的(de)智(zhi)能(neng)機(ji)器(qi)人(ren)。常(chang)見(jian)的(de)工(gong)廠(chang)流(liu)水(shui)線(xian)機(ji)械(xie)臂(bi)以(yi)及(ji)拉(la)麵(mian)機(ji)器(qi)人(ren)等(deng)即(ji)屬(shu)於(yu)第(di)一(yi)階(jie)段(duan)，它(ta)們(men)隻(zhi)能(neng)在(zai)單(dan)一(yi)的(de)場(chang)景(jing)內(nei)重(zhong)複(fu)固(gu)定(ding)的(de)動(dong)作(zuo)。

具備靈巧操作能力的機器人則屬於第二和第三階段
，人類真實的生活中會涉及大量的操作場景，如拾取物品、倒水等，為了讓機器人更好地幫助人類、發揮更大作用，提升其操作能力至關重要。

想要在各類場景裏靈活操作物體，機器人必須能感知環境
、理解物體、評估狀態、預測行為並自主規劃完成物體操作
，這意味著機器人要具備豐富的感知、強大的決策與可靠的執行能力。

以騰訊本次展示的機器人花式調酒場景為例，為完成一杯酒的調製
，機器人需對多種物體連續進行30多次操作，這也對機器人本體、感知與控製的精準度
、穩定性、容錯度提出了極高的要求，這個過程不僅涉及瓶子、杯子、攪拌棒等多種常見物體
，機器人還需要以多種動作操作這些物體，包含抓、放
、倒這些常規操作和旋轉、搖晃等雙手協同動作，以及更高難度的拋接、翻轉等動態操作和插孔、穿刺、攪拌等精細操作動作。

這一係列連貫、複雜、精巧的動作，體現了騰訊 Robotics X 實驗室在機器人本體、感知與控製技術上領先的綜合實力。

自主研發高性能三指靈巧手首次亮相

在運動能力上，得益於創新的剛柔混合驅動機構設計和自研高功率密度驅動器，騰訊靈巧手TRX-Hand兼具高靈巧和高負載速度的特性，擁有8個可獨立控製關節，自重僅1.16千克，最大持續指尖力可達15牛
，最大關節速度不低於600度du每mei秒miao
，可ke輕qing鬆song應ying對dui不bu同tong形xing狀zhuang尺chi寸cun物wu體ti的de抓zhua取qu和he操cao作zuo
，對dui高gao動dong態tai的de拋pao接jie動dong作zuo也ye遊you刃ren有you餘yu。同tong時shi，柔rou性xing驅qu動dong的de指zhi尖jian設she計ji有you效xiao提ti升sheng了le手shou指zhi的de抗kang衝chong擊ji能neng力li。

在感知能力上，靈巧手在指尖、指zhi腹fu和he掌zhang麵mian均jun覆fu蓋gai了le自zi研yan的de高gao靈ling敏min度du柔rou性xing觸chu覺jiao傳chuan感gan器qi陣zhen列lie
，掌zhang心xin處chu安an裝zhuang有you微wei型xing激ji光guang雷lei達da和he接jie近jin傳chuan感gan器qi，同tong時shi每mei一yi個ge關guan節jie均jun集ji成cheng了le角jiao度du傳chuan感gan器qi，保bao證zheng靈ling巧qiao手shou在zai抓zhua取qu和he操cao作zuo過guo程cheng中zhong能neng準zhun確que地di感gan知zhi自zi身shen與yu物wu體ti狀zhuang態tai信xin息xi。

視覺、接近覺、觸覺

、力覺多傳感器融合

考慮到人居環境中充斥著透明
、反光、細小的物體以及由遮擋、光照、打滑等因素造成的各種不確定性，為了讓機器人精準可靠地獲取物體信息，需要結合多種傳感信息
，如視覺、接近覺
、觸覺和力覺等。

這些不同模態傳感信息各有各的特點，如，相機可以看到場景全貌，為機器人做全局運動規劃提供必要信息；接近覺在機器人靠近環境物體過程中提供更實時的反饋，彌補係統建模的誤差，使機器人更精準地獲取物體
；觸覺可以感知相機無法看到的接觸細節，包括接觸位置和形狀
，實時感知手內物體的狀態；力覺使機器人感知與環境/物體交互時的整體受力情況
，使交互更為輕柔和自然。

騰訊Robotics X實驗室對不同傳感器進行了建模與標定，采用多傳感器信息融合技術，使機器人能在各種操作任務中更全麵及時地感知物體信息、自身運動狀態以及與環境的物理交互
，從而更可靠地完成任務。

軟硬結合讓機器人像人一樣“動手”

機器人是一項綜合性的技術
，不僅對本體和傳感器等硬件有著極高的要求，軟件算法也是機器人的核心要件。據研究員介紹，騰訊Robotics X實驗室本次展示的機器人是在六自由度工業機械臂上搭載靈巧機器手TRX-Hand以及自主開發的感知與控製算法後，讓機器人能夠順暢地完成一係列操作動作。

針(zhen)對(dui)抓(zhua)放(fang)物(wu)體(ti)與(yu)倒(dao)水(shui)等(deng)常(chang)規(gui)動(dong)作(zuo)，首(shou)先(xian)基(ji)於(yu)視(shi)覺(jiao)和(he)觸(chu)覺(jiao)對(dui)物(wu)體(ti)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)識(shi)別(bie)與(yu)定(ding)位(wei)，利(li)用(yong)在(zai)線(xian)規(gui)劃(hua)算(suan)法(fa)，讓(rang)機(ji)器(qi)人(ren)能(neng)夠(gou)計(ji)算(suan)出(chu)臂(bi)手(shou)的(de)最(zui)佳(jia)構(gou)型(xing)與(yu)安(an)全(quan)運(yun)動(dong)軌(gui)跡(ji)，隨(sui)後(hou)，在(zai)執(zhi)行(xing)中(zhong)利(li)用(yong)手(shou)上(shang)三(san)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)進(jin)行(xing)自(zi)適(shi)應(ying)調(tiao)整(zheng)，進(jin)一(yi)步(bu)保(bao)證(zheng)動(dong)作(zuo)執(zhi)行(xing)的(de)精(jing)度(du)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)
，同(tong)時(shi)借(jie)助(zhu)機(ji)械(xie)臂(bi)末(mo)端(duan)六(liu)維(wei)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)感(gan)知(zhi)與(yu)環(huan)境(jing)的(de)交(jiao)互(hu)力(li)
，避(bi)免(mian)猛(meng)烈(lie)碰(peng)撞(zhuang)。這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)保(bao)證(zheng)機(ji)器(qi)人(ren)抓(zhua)得(de)穩(wen)、放得輕、倒得準。

讓機器人的“雙手”在高速運動的同時保持協同極具挑戰，協同失誤會產生過大衝擊或應力，損傷被操作物體甚至機器人本身。

在調酒的過程中，騰訊Robotics X實(shi)驗(yan)室(shi)展(zhan)示(shi)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)結(jie)合(he)視(shi)觸(chu)覺(jiao)融(rong)合(he)的(de)手(shou)內(nei)物(wu)體(ti)姿(zi)態(tai)估(gu)計(ji)與(yu)基(ji)於(yu)機(ji)械(xie)臂(bi)末(mo)端(duan)力(li)傳(chuan)感(gan)信(xin)號(hao)的(de)力(li)位(wei)混(hun)合(he)控(kong)製(zhi)，實(shi)現(xian)了(le)酒(jiu)瓶(ping)與(yu)搖(yao)酒(jiu)器(qi)高(gao)速(su)旋(xuan)轉(zhuan)倒(dao)酒(jiu)、大小搖酒器相扣搖酒等雙手協同動作。

本次展示中，騰訊Robotics X實驗室讓機器人順利完成“拋接”等高難度的動作
，這類動作對實時性要求極高，感知或執行上的細微誤差都會導致操作失敗。

研究團隊在這一過程中創新性地提出了基於機器人本體感知的抓拋過程建模與物體飛行軌跡預測方法，有效彌補傳統視覺算法在短距離、強遮擋、高動態操作場景下的局限性，實現了高精度
、高時效的抓拋物體飛行軌跡預測。

此外，團隊還提出了飛行物體的最優攔截時間
、最優攔截位姿與最優攔截軌跡的計算方法，以動作持續時間、機器人運動能量以及與物體的接觸力為優化目標，能在數毫秒內完成計算，實現對快速飛行物體的平穩攔接。

在攪拌棒插孔和使用簽子插葡萄的任務中，不鏽鋼攪拌棒和金屬簽子都是無紋理、高反光的細長物體，攪拌棒直徑8mm，與孔直徑相差僅1mm，簽子直徑不足2mm
，這給物體的識別與定位帶來不少挑戰。

tebieshi

，jiaobanbangzaijingguoyixiliejiaobandongzuohoubingbuyidingtingliuzaiyuanlaideshouneiweizhi，qizaijiejinkongshihuiduikongzaochengzhedang，tadefanguangbiaomiangenghuidaoyingchukongzaochengshijiaodehunxiao。

對此

，研究團隊在僅依靠機器人頭部相機的條件下，通過對物體間相對位置的估計，並融入觸覺感知，獲得了穩定的攪拌棒、孔和簽子的識別與定位。

此外
，通過力覺感知到插孔失敗後能抬起手臂再次嚐試
，通過幾次試探使攪拌棒逐漸接近真實孔位、確保完成插孔操作，展示了機器人能實時感知任務狀態，識別失敗並自主調整策略

，最終成功完成任務的調整和容錯能力。

此(ci)外(wai)
，高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)指(zhi)尖(jian)觸(chu)覺(jiao)讓(rang)機(ji)器(qi)人(ren)精(jing)巧(qiao)的(de)手(shou)內(nei)操(cao)作(zuo)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)。所(suo)謂(wei)手(shou)內(nei)操(cao)作(zuo)
，指(zhi)的(de)是(shi)僅(jin)利(li)用(yong)手(shou)指(zhi)來(lai)操(cao)控(kong)手(shou)裏(li)的(de)物(wu)體(ti)，改(gai)變(bian)其(qi)位(wei)姿(zi)和(he)狀(zhuang)態(tai)。

這是一種充分發揮手指運動能力的技能，能以最小能耗達到操作物體的目的，同時也對手部的感知能力和控製精度有極高要求，是“靈巧”性的集中體現。

人類在日常生活中大量使用手內操作，例如攪拌湯勺
、寫字
、使用筷子等。但對於機器人來說
，手內操作非常有挑戰性，在“感知—控製”回環的任一部分稍有差池，就會造成物體掉落和任務失敗。

演(yan)示(shi)中(zhong)，機(ji)器(qi)人(ren)以(yi)指(zhi)尖(jian)抓(zhua)住(zhu)一(yi)根(gen)細(xi)長(chang)的(de)攪(jiao)拌(ban)棒(bang)，先(xian)以(yi)臂(bi)手(shou)協(xie)同(tong)的(de)方(fang)式(shi)大(da)力(li)攪(jiao)拌(ban)杯(bei)子(zi)裏(li)的(de)液(ye)體(ti)，然(ran)後(hou)靜(jing)止(zhi)手(shou)臂(bi)
，以(yi)純(chun)手(shou)指(zhi)運(yun)動(dong)的(de)方(fang)式(shi)平(ping)滑(hua)柔(rou)順(shun)地(di)攪(jiao)拌(ban)，其(qi)中(zhong)後(hou)者(zhe)的(de)手(shou)內(nei)操(cao)作(zuo)結(jie)合(he)了(le)深(shen)度(du)強(qiang)化(hua)學(xue)習(xi)和(he)sim2realdengjishu
，shiyonglezhijianchuanganqishishifankuijiechuzhuangtai

，shengchengsangeshouzhidexietongyundong，tongshiduijiaobanbangshijiaheshideli，zaibaozhengjiaobanbangbudiaoluodeqiantixia，qudongjiaobanbanganqiwangguijijiaobanbeizilideyeti，chongfenzhanxianjiqirendelingqiaocaozuonengli。

讓機器人技術更好地服務現實需求

騰訊自主研發的高性能七自由度擬人機械臂TRX-Arm也首次對外亮相。不同於傳統的協作型機械臂，TRX-Arm采cai用yong了le繩sheng索suo傳chuan動dong與yu差cha分fen驅qu動dong相xiang結jie合he的de方fang式shi，不bu僅jin有you效xiao降jiang低di了le傳chuan動dong摩mo擦ca和he運yun動dong慣guan量liang

，還hai實shi現xian了le多duo電dian機ji多duo關guan節jie協xie同tong驅qu動dong，具ju有you高gao動dong態tai運yun動dong的de能neng力li

，其qi最zui大da速su度du7.4m/s，最大加速度44.5m/s2，可負載6kg以上。

同時
，其前臂集成了768點的觸覺陣列，其刷新頻率高達1000Hz
，以此實現了酒瓶在滾動和平衡過程中的高頻實時定位。

據研究員介紹，接下來騰訊Robotics X實驗室將把繼續推動自研機器人靈巧手TRX-Hand和機械臂TRX-Arm的融合，並引入深度學習等前沿算法，提升機器人的靈巧操作能力和解決複雜問題的能力
，讓其更好地服務現實需求。

騰訊 Robotics X 實驗室致力於機器人前沿技術的研究，打造人機共存
、共創和共贏的未來，此前已經推出多模態四足機器人Max和輪腿式機器人Ollie等多款自研機器人。

接下來，騰訊將繼續探索機器人前沿技術，推動機器人技術在養老護理、居家服務
、智能製造等領域的落地應用。