記者 | 崔鵬
4月25日消息，騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室公布最新機(jī)器人研究進(jìn)展，首次展示在靈巧操作領(lǐng)域的成果，推出自研機(jī)器人靈巧手TRX-Hand和機(jī)械臂TRX-Arm。此前該實(shí)驗(yàn)室已推出多模態(tài)四足機(jī)器人Max和輪腿式機(jī)器人Ollie等多款自研機(jī)器人。
據(jù)騰訊方面介紹，靈巧手TRX-Hand擁有像人手一樣靈活的操作能力，可適應(yīng)不同場景，靈活規(guī)劃動(dòng)作，自主完成操作。而機(jī)械臂TRX-Arm針對人居環(huán)境自主研發(fā)，擁有七自由度和擬人的特性，具有運(yùn)動(dòng)靈巧、爆發(fā)力強(qiáng)、觸控一體以及柔順安全等特點(diǎn)。
一般來說，機(jī)器人技術(shù)根據(jù)“智能程度”可分為三個(gè)階段：只能完成固定命令的程序機(jī)器人、能夠感知周圍環(huán)境的自適應(yīng)機(jī)器人以及能夠自主學(xué)習(xí)和決策的智能機(jī)器人。常見的工廠流水線機(jī)械臂以及拉面機(jī)器人等即屬于第一階段，它們只能在單一的場景內(nèi)重復(fù)固定的動(dòng)作。
具備靈巧操作能力的機(jī)器人則屬于第二和第三階段，人類真實(shí)的生活中會(huì)涉及大量的操作場景，如拾取物品、倒水等。想要在各類場景里靈活操作物體，機(jī)器人必須能感知環(huán)境、理解物體、評估狀態(tài)、預(yù)測行為并自主規(guī)劃完成物體操作，這意味著機(jī)器人要具備豐富的感知、強(qiáng)大的決策與可靠的執(zhí)行能力。
在運(yùn)動(dòng)能力上，得益于剛?cè)峄旌向?qū)動(dòng)專利技術(shù)和自研高功率密度驅(qū)動(dòng)器，騰訊稱其靈巧手TRX-Hand兼具高靈巧和高負(fù)載速度的特性，擁有8個(gè)可獨(dú)立控制關(guān)節(jié)，自重僅1.16千克，最大持續(xù)指尖力可達(dá)15牛，最大關(guān)節(jié)速度不低于600度每秒，可應(yīng)對不同形狀尺寸物體的抓取和操作，同時(shí)柔性驅(qū)動(dòng)的指尖設(shè)計(jì)有效提升了手指的抗沖擊能力。
在感知能力上，靈巧手在指尖、指腹和掌面均覆蓋了自研的高靈敏度柔性觸覺傳感器陣列，掌心處安裝有微型激光雷達(dá)和接近傳感器，同時(shí)每一個(gè)關(guān)節(jié)均集成了角度傳感器，保證靈巧手在抓取和操作過程中能準(zhǔn)確地感知自身與物體狀態(tài)信息。
考慮到人居環(huán)境中充斥著透明、反光、細(xì)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(jī)器人精準(zhǔn)可靠地獲取物體信息，需要結(jié)合多種傳感信息，如視覺、接近覺、觸覺和力覺等。
騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室對不同傳感器進(jìn)行了建模與標(biāo)定，采用多傳感器信息融合技術(shù)，使機(jī)器人能在各種操作任務(wù)中更全面及時(shí)地感知物體信息、自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及與環(huán)境的物理交互，從而更可靠地完成任務(wù)。
機(jī)器人是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，不僅對本體和傳感器等硬件有著極高要求，軟件算法也是機(jī)器人的核心要件。據(jù)研究員介紹，騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室本次展示的機(jī)器人是在六自由度工業(yè)機(jī)械臂上搭載機(jī)器手TRX-Hand以及自主開發(fā)的感知與控制算法后，讓機(jī)器人能夠順暢地完成一系列操作動(dòng)作。
針對抓放物體與倒水等常規(guī)動(dòng)作，首先基于視覺和觸覺對物體進(jìn)行實(shí)時(shí)識別與定位，利用在線規(guī)劃算法，讓機(jī)器人能夠計(jì)算出臂手的最佳構(gòu)型與安全運(yùn)動(dòng)軌跡。隨后，在執(zhí)行中利用手上三種傳感器進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，進(jìn)一步保證動(dòng)作執(zhí)行的精度與可靠性，同時(shí)借助機(jī)械臂末端六維力傳感器感知與環(huán)境的交互力，避免猛烈碰撞。
此外，騰訊自主研發(fā)的高性能七自由度擬人機(jī)械臂TRX-Arm也首次對外亮相。不同于傳統(tǒng)的協(xié)作型機(jī)械臂，TRX-Arm采用了繩索傳動(dòng)與差分驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的方式，不僅有效降低了傳動(dòng)摩擦和運(yùn)動(dòng)慣量，還實(shí)現(xiàn)了多電機(jī)多關(guān)節(jié)協(xié)同驅(qū)動(dòng)，具有高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的能力，其最大速度7.4m/s，最大加速度44.5m/s2，可負(fù)載6kg以上。
同時(shí)，其前臂集成了768點(diǎn)的觸覺陣列，其刷新頻率高達(dá)1000Hz，以此實(shí)現(xiàn)了酒瓶在滾動(dòng)和平衡過程中的高頻實(shí)時(shí)定位。
據(jù)研究員介紹，接下來騰訊將繼續(xù)推動(dòng)自研機(jī)器人靈巧手TRX-Hand和機(jī)械臂TRX-Arm的融合，并引入深度學(xué)習(xí)等前沿算法，提升機(jī)器人的靈巧操作能力和解決復(fù)雜問題的能力。