机器人如何才能更像人？关键要有一双灵活的手

5月4日消息，据Futurism报道，对于人类来说，特别是从事制造业工作的人，打个结、剥离电缆线外皮、将销子插入孔中或使用钻头工具等行为都很常见。它们看起来似乎都很简单，但同样需要使用灵活的双手和手指完成相当复杂的动作。

尽管机器人正越来越多地参加到工厂的生产过程中，并被广泛用于从事其他类型的工作，包括服务行业和健康医疗行业，但它们的灵活敏捷程度却没给人留下深刻印象。自从50多年前，人类将机器人带到汽车工厂中，我们已经建造了许多从事焊接、喷漆以及组装零部件的机器人。今天最好的机器手甚至可拣选它们熟悉的物品，然后将它们搬到其他地方，例如从仓库储藏箱中取出产品，让后将它们放进盒子里。

但是机器人依然无法正确定位手上的工具，比如说将十字头螺丝刀对准螺母上的凹槽，或将锤子对准钉子砸下。它们也无法同时使用双手从事复杂的工作，比如更换遥控器中的电池。与之相比，人类的双手却非常擅长做这些工作。要想机器人的手能像人类那样轻松胜任日常工作，它们需要变得更加灵活、可靠以及有力，同时也要能够进行更精确的感应，以进行更精细的移动。它们首先需要搞清楚目标，以及如何能够更好地抓握目标。对于那些能够与人类并肩协作的机器人来说，我们必须搞清楚机器人如何能够帮助我们，特别是我们觉得2只手不够用的时候。

美国东北大学的研究团队正从事此类研究，打造类似美国宇航局（NASA）Valkyrie的类人机器人。Valkyrie的每只手拥有3根手指和1根大拇指。每个手指上都有关节状的关节，每只手都有可轻松转动的手腕。研究人员正将手臂、手腕、手指以及拇指动作整合起来，共同完成某项任务，比如以圆圈状态使用扳手以便拧紧螺丝，或将推车从1个地方推到其他地方。

我们不需要为执行特定任务而特别设计某种机器人，而是要设计多用途机器人，或称为“通用能力机器人”，它们几乎可以执行任何任务。这类机器人成功的关键在于，它们需要拥有一双卓越的手。东北大学的研究重点是设计新型自适应机器人手，它们能够执行精密动作，还能自动抓握。当机器人能够捶打钉子、更换电池以及完成类似动作时，我们就可以打造出像人手那样灵活的机器人手。要想实现这个目标，还需要发明新的设计，以便将硬元素和软元素相结合，比如人类骨骼赋予双手抓握的力量，皮肤分散压力以确保酒杯不会碎裂等。

现代技术进步正让开发过程变得更容易。有了3D打印技术支持，我们可以非常快速地制造出原型。我们甚至可使用低成本的一次性部件尝试不同的机制安排，比如2根或3根手指进行简单采摘任务，或利用拟人化机器人手进行更精细的操作。通过视觉和本体感受能力，这些能力已经成为人类的本能。

而当我们能在机器人身上使用它们时，它们就能够做更多事情，比如感知抓握力道是否太大、挤压物体是否太狠等。随着电子摄像头和传感器体积越来越小，我们也可以利用新的方式将它们整合。举例来说，如果我们按下机器人手上的传感器和摄像头，它们会向机器人控制器发送反馈，以确定抓握是否安全，或某些东西是否开始滑落。将来，机器人手或许能够感受到物体的滑落方向，以便能再次抓紧目标物体。

另一个具有里程碑意义的研究将是寻找新的方法，让机器人搞清楚其手需要实时作出哪些动作，包括时刻感受手里的情况。如果机器人手能够探测到其正抓握的物体发生的改变，或在抓握物体时对其进行操作，它们就可以帮助完成常见的手工工作，比如打结和剥电线。

双手协作可提供更多帮助，它能显著提高效率，特别是用在制造业。能够双手操作钻头或单手传递机器零部件的机器人属于巨大进步，允许工厂自动化生产过程的更多步骤。人类还没有开发出类似系统，但在可预见的未来，研究人员、技术人员以及创新人员将竭尽全力研发类人自动机器人。但这不会减缓制造业领域正在进行的机器人革命，因为当前的生产过程还有大量自动化空间，以改善安全、速度以及质量。随着机器人变得越来越完美，它们将成为人类真正的助手。（小小）