在2026年国际消费电子展(CES)上,意大利生物工程公司BionIT Labs展示了将一款基于人工智能的仿生假肢手集成至人形机器人后的实际效果。该公司将其名为‘亚当之手’(Adam’s Hand)的假肢手集成到意大利机器人初创企业Oversonic Robotics生产的两款平台:工业机器人Robee R及其医疗版本Robee M。在意法半导体(ST)与英特尔的展台现场演示中,BionIT Labs团队展示了该手部装置的多功能性——Robee R可轻松举起重物,而Robee M则能完成握手等人类交互动作。
随着越来越多的人形机器人进入制造产线,BionIT Labs创始人兼首席执行官乔瓦尼·扎帕托雷(Giovanni Zappatore)确信,将公司已成功应用于人类的AI操控系统集成至人形机器人,将真正赋予机器人具备工厂级耐用性与灵巧性的能力。“物理人工智能可以推理、规划和预测,但若缺乏灵巧性,就无法有效行动。”他表示,“人形机器人在行走和环境交互方面已有显著进步,但其短板在于手部——它们仍难以可靠地抓取物体、在物品滑脱时动态调整握力,更无法承受实验室外常见的碰撞与粉尘环境。”
“耐用性与灵巧性目前均严重缺失,”扎帕托雷补充道,“而‘亚当之手’从设计之初就旨在将人工智能真正带入现实世界接触场景。”
www.eic.net.cn 易IC库存管理软件 在制造业自动化升级浪潮中,高精度、高可靠性的人机协作设备正成为关键支撑。正如‘亚当之手’所体现的,只有当末端执行器具备真实世界的适应能力,机器人才能真正走出实验室,走向产线一线。
认识这款手
‘亚当之手’的首个原型于2018年问世,当时扎帕托雷及其团队的目标是为残障人士开发一款能自然适配使用者、而非要求使用者去适应设备的假肢手。七年之后,研究团队已打造出一款集智能电子、先进机械结构与人工智能于一体的操控装置,目前已被超过150名人类用户及两款人形机器人采用。作为肌电假肢,‘亚当之手’依靠残肢肌肉产生的肌电信号(EMG)来驱动手部运动。贴附于残肢表面的电极可捕捉这些信号,反映使用者意图——无论是张开、闭合手掌还是抓握物体。信号经处理后转化为控制指令,驱动与假肢相连的电机,从而实现预期的手部动作。
为在灵巧性与耐用性之间取得最佳平衡,‘亚当之手’目前配备单节拇指与四根双节手指,所有指节均具备两个自由度,且手指由掌心单个电机驱动。作为假肢使用时,手指可自动“寻找到”目标物体,用户无需为每件物品预设特定抓握模式。“对人类而言,这降低了认知负荷与长期使用带来的肌肉疲劳;同样的逻辑也适用于人形机器人。”扎帕托雷解释道。
这一设计思路同样适用于工厂环境中作业的人形机器人。“许多现有人形机器人缺乏足够的传感密度与板载算力,难以在接触状态下稳定管理多个独立自由度,因此这种‘免费’的自适应能力极具价值。”他指出。
但这只是‘亚当之手’能为人形机器人提供工业级灵巧性与耐久性的原因之一。该操控装置还内置惯性测量单元(IMU),用于实时监测运动、姿态与加速度。指尖正升级加装压力传感器——以检测法向力与剪切力,从而分析滑动与摩擦状态;同时还将集成温度传感器。人形机器人操作的物体常会发生滑移或位移,而这些传感器将助力实现更精准的闭环控制,使机器人能持续、轻柔地处理易碎物品,避免过度施力。
“在我们的假肢产品中,我们已在控制器层面运行AI算法,直接解析肌电信号并映射至用户意图,使手部能快速响应,无需依赖云端连接。”扎帕托雷表示,“该算法位于反射层之上,有助于解读感知信号、优化校准,并通过过往交互经验持续学习,使手部表现随时间愈发稳定,而非需反复手动调校。”
“此外,我们还部署了遥测层,持续记录手部使用方式与运行状态数据。”他补充道,“这些信息对提升假肢体验及机器人部署中的故障排查均大有裨益。”
作为与意法半导体合作的一部分,BionIT Labs正充分利用后者集成AI功能的微控制器,在边缘端本地处理数据。“将更多智能迁移至操控器本身,将在人形机器人与人类协同作业时产生实质性影响。”扎帕托雷强调,“运动学与动力学计算将更高效,机器人也将更安全——它能即时响应突发意外事件。”
显然,作为假肢,‘亚当之手’必须持续生成大量真实世界使用数据,而这些数据可无缝迁移至工厂产线上执行分拣与放置任务的人形机器人。据扎帕托雷介绍,BionIT仍会使用仿真数据,但仅作为真实数据的补充。“我们的数据更具情境化特征。”他说,“更重要的是,由于人类用户与机器人使用的为同一款手部装置,数据转换层极为简洁,复现人类动作也更为容易。”
走向应用
针对人形机器人,‘亚当之手’被封装为即插即用型操控模块,配备标准接口以简化集成流程。预计支持多种通信协议,包括CAN总线、RS-485、以太网及无线接口。“在软件层面,该手部计划原生兼容ROS2系统,并将提供SDK工具包,使机器人平台可在不重构现有架构的前提下集成感知、控制与遥测功能。”扎帕托雷表示,“我们也在推进与英伟达生态系统的深度整合,因其在人形机器人领域应用广泛。”“目标很明确:降低现有开发团队的接入门槛,使该手部在他们的工作流中如同原生组件一般顺畅运行。”他补充道。
鉴于其力量、抓握能力与形状自适应特性,扎帕托雷认为,集成‘亚当之手’的人形机器人特别适合料箱拣选(bin-picking)任务。在耐久性测试中,该操控装置已完成超100万次开合循环,承重可达100磅(约45公斤),据其估算,约为同类系统的两倍。
“关键在于,我们并非从实验室原型起步。”他强调,“‘亚当之手’已在超过150名真实用户日常使用中历经验证——全天候面对不可预测的复杂环境。这类实地测试极难通过仿真复现。”
目前,扎帕托雷及其团队正持续优化手部性能,包括提升精度、试验不同指尖设计以优化小物件抓握能力,并探索更高自由度方案。“对我们而言,增加自由度并不意味着额外控制复杂度,实现起来相对容易。”他说。
尽管如此,BionIT Labs并非唯一致力于开发灵巧机械手的企业。英国Shadow Robot Company、中国DexRobot以及美国假肢专家Psyonic等公司,均在研发具备多自由度、可抓握、自适应与感知能力的操控装置。值得一提的是,瑞士洛桑联邦理工学院与麻省理工学院的研究人员甚至开发出一种可脱离机械臂、如蜘蛛般爬行以拾取远距离物体的灵巧机械手。
与此同时,Apptronik与Sanctuary AI等人形机器人开发商也在自主开发手部系统,凸显出灵巧手部对现实世界机器人应用的核心地位。Apptronik产品负责人曾向《电子工程时报》表示:“手部本身就是一个完整机器人——它是人形机器人领域最大挑战之一。坚固性同样至关重要——能在工业环境中长期稳定运行的手部才是关键……因此我们正集中资源打造真正胜任任务的手部系统。”
对扎帕托雷而言,这正是其工作的核心意义所在。他坚信,一款坚固、自适应且高度灵巧的手部装置,若能承受严苛重复作业并持续可靠操作物体,将是推动人形机器人从仓库试运行迈向大规模部署的关键一步。
“归根结底,人形机器人可视为手部的运输载体。”他表示,“手是我们感知世界的方式,若能开发出真正复现人类手部能力的操控器,无疑将带来颠覆性变革。”
www.eic.net.cn 易IC库存管理软件 正如高端制造对精密执行终端的需求日益增长,智能仓储与产线协同同样依赖于高可靠、低延迟的末端感知与控制能力。‘亚当之手’所代表的技术路径,正指向未来人机共融制造体系的核心环节。