4月25日，腾讯Robotics X实验室公布最新机器人研究进展，首次展示在灵巧操作领域的成果，推出自研机器人灵巧手 TRX-Hand和机械臂 TRX-Arm。其中，灵巧手TRX-Hand拥有像人手一样灵活的操作能力，可适应不同场景，灵活规划动作，自主完成“操作”。而机械臂TRX-Arm针对人居环境自主研发，拥有七自由度和拟人的特性，具有运动灵巧、爆发力强、触控一体以及柔顺安全等特点。


花式调酒考验机器人实力

一般来说，机器人技术根据“智能程度”可分为三个阶段：只能完成固定命令的程序机器人、能够感知周围环境的自适应机器人以及能够自主学习和决策的智能机器人。常见的工厂流水线机械臂以及拉面机器人等即属于第一阶段，它们只能在单一的场景内重复固定的动作。

具备灵巧操作能力的机器人则属于第二和第三阶段，人类真实的生活中会涉及大量的操作场景，如拾取物品、倒水等。想要在各类场景里灵活操作物体，机器人必须能感知环境、理解物体、评估状态、预测行为并自主规划完成物体操作，这意味着机器人要具备丰富的感知、强大的决策与可靠的执行能力。

以腾讯本次展示的机器人花式调酒场景为例，为完成一杯酒的调制，机器人需对多种物体连续进行30多次操作，这也对机器人本体、感知与控制的精准度、稳定性、容错度提出了极高的要求，这个过程不仅涉及瓶子、杯子、搅拌棒等多种常见物体，机器人还需要以多种动作操作这些物体，包含抓、放、倒这些常规操作和旋转、摇晃等双手协同动作，以及更高难度的抛接、翻转等动态操作和插孔、穿刺、搅拌等精细操作动作。这一系列连贯、复杂、精巧的动作，体现了腾讯 Robotics X 实验室在机器人本体、感知与控制技术上领先的综合实力。


自研高性能三指灵巧手首次亮相

在运动能力上，得益于创新的刚柔混合驱动专利技术和自研高功率密度驱动器，腾讯灵巧手TRX-Hand兼具高灵巧和高负载速度的特性，拥有8个可独立控制关节，自重仅1.16千克，最大持续指尖力可达15牛，最大关节速度不低于600度每秒，可轻松应对不同形状尺寸物体的抓取和操作，对高动态的抛接动作也游刃有余。同时，柔性驱动的指尖设计有效提升了手指的抗冲击能力。

在感知能力上，灵巧手在指尖、指腹和掌面均覆盖了自研的高灵敏度柔性触觉传感器阵列，掌心处安装有微型激光雷达和接近传感器，同时每一个关节均集成了角度传感器，保证灵巧手在抓取和操作过程中能准确地感知自身与物体状态信息。

腾讯Robotics X实验室对不同传感器进行了建模与标定，采用多传感器信息融合技术，使机器人能在各种操作任务中更全面及时地感知物体信息、自身运动状态以及与环境的物理交互，从而更可靠地完成任务。


软硬结合让机器人像人一样“动手”

机器人是一项综合性的技术，不仅对本体和传感器等硬件有着极高的要求，软件算法也是机器人的核心要件。据研究员介绍，腾讯Robotics X实验室本次展示的机器人是在六自由度工业机械臂上搭载灵巧机器手TRX-Hand以及自主开发的感知与控制算法后，让机器人能够顺畅地完成一系列操作动作。

本次展示中，腾讯Robotics X实验室让机器人顺利完成“抛接”等高难度的动作，这类动作对实时性要求极高，感知或执行上的细微误差都会导致操作失败。研究团队在这一过程中创新性地提出了基于机器人本体感知的抓抛过程建模与物体飞行轨迹预测方法，有效弥补传统视觉算法在短距离、强遮挡、高动态操作场景下的局限性，实现了高精度、高时效的抓抛物体飞行轨迹预测。此外，团队还提出了飞行物体的最优拦截时间、最优拦截位姿与最优拦截轨迹的计算方法，以动作持续时间、机器人运动能量以及与物体的接触力为优化目标，能在数毫秒内完成计算，实现对快速飞行物体的平稳拦接。


让机器人技术更好地服务现实需求

此外，腾讯自主研发的高性能七自由度拟人机械臂TRX-Arm也首次对外亮相。不同于传统的协作型机械臂，TRX-Arm采用了绳索传动与差分驱动相结合的方式，不仅有效降低了传动摩擦和运动惯量，还实现了多电机多关节协同驱动，具有高动态运动的能力，其最大速度7.4m/s，最大加速度44.5m/s2，可负载6kg以上。同时，其前臂集成了768点的触觉阵列，其刷新频率高达1000Hz，以此实现了酒瓶在滚动和平衡过程中的高频实时定位。

据研究员介绍，接下来腾讯Robotics X实验室将把继续推动自研机器人灵巧手TRX-Hand和机械臂TRX-Arm的融合，并引入深度学习等前沿算法，提升机器人的灵巧操作能力和解决复杂问题的能力。

腾讯 Robotics X 实验室此前已经推出多模态四足机器人Max和轮腿式机器人Ollie等多款自研机器人。接下来，腾讯将继续探索机器人前沿技术，推动机器人技术在养老护理、居家服务、智能制造等领域的落地应用。