华南理工研发“刚柔并济”灵巧手！关键零部件探索全新技术路线

近日

华南理工大学吴贤铭智能工程学院

李云泉副教授团队研发的

一系列新型灵巧手

受到广州日报科技周刊关注

接下来让我们一起看看

这些灵巧手都有哪些新突破？

机器人要真正走进工厂、家庭和医院，一双灵巧、敏感且安全的灵巧手始终是不可或缺的一环。灵巧手按照自由度（关节）数量和技术原理的不同，价格相差悬殊，高性能的灵巧手，价格甚至高达数万美元，这成为制约具身智能发展的一大痛点。

灵巧手的“皮肤”由硅胶材质制成

在华南理工大学吴贤铭智能工程学院，李云泉副教授团队研发的一系列新型灵巧手——皮肤由类似遥控器按钮的硅胶材质制成，动作灵敏，能够快速抓取棒球、水果、纸张等软硬不同的物品，甚至还能牢牢握住电动螺丝刀等重物。人手用力抠灵巧手握着的棒球，也很难抠动。

李云泉介绍，研发这一系列灵巧手，源自佛山一家大型家电企业与学校的合作项目。当时企业提出的需求是，市面上大多的灵巧手都是刚性的，他们想做一个刚柔并济的手，能够用在家庭和服务场所里。为此，李云泉带领团队开启了研发之路。

灵巧手能快速抓取软硬不同的物品

为了兼顾安全、负载与精确操作，李云泉团队选择走一条“刚柔耦合”的技术路线，由刚性骨架提供力量与运动精度，由柔性材料提供被动柔顺与自适应包裹能力，让机器手既能有控制地“抓起”5公斤的重物，也能轻柔地“捏起”一颗草莓。

沿着这一思路，团队还开发出覆盖多场景的灵巧手全谱系平台。

软体两指抓手与五指灵巧手

具备良好的被动柔顺性，能自适应包裹不规则物体

3D打印柔性假肢手

轻量化、低成本，具备多模态自适应抓取能力，未来有望用于残障人士辅助装备

刚柔耦合五指灵巧手

兼顾结构刚度与接触柔顺性，可实现从小尺寸零件到较大负载的精确抓取

19自由度肌腱驱动仿人灵巧手

高度仿生，在形态和运动模式上进一步逼近人手，为服务机器人和人形机器人提供了更类人的操作终端

“让机器手像人手一样灵巧，不能单靠一种构型包打天下。”李云泉表示，团队建立的是一套可灵活配置的通用平台，根据不同场景选择不同手型方案，这本身就是工程化落地的重要一步。

“灵巧手是具身智能机器人操作世界的‘最后一厘米’。”李云泉说，当机器人大脑的认知能力、身体的移动能力日渐成熟后，操作的灵巧性直接决定了它在真实场景中能产生多大的价值。

特别是在广东，这里不仅拥有全国最大的智能机器人产业集群，工业机器人产量长期占据全国三分之一以上的份额，更在智能制造、医疗康复、养老服务等领域对安全精准的机器人操作有着海量的现实需求。

按压传感器测试

值得称道的是，依托独有的触觉传感器技术，李云泉团队正不断推动灵巧手从“价格优先”走向“技术为王”的竞争路线。

“我们的传感器采用的是全新的技术路线，传感器内部集成微型光学器件，用柔性外壳将它封装起来，这样，当传感器受到外力变形后，传感器内部的光线分布就会出现变化。接下来，我们再用神经网络、机器学习的方法，就可以把力学信息解耦出来，得到灵巧手接触物品时的三维力。”李云泉一边按压传感器，一旁的电脑屏幕上，显示出三条变化的曲线，“这三条曲线，分别代表传感器受到的X轴、Y轴、Z轴三个方向的力，这成为我们控制灵巧手精确掌握力度的关键。”

“更重要的是，我们这样制作传感器后，成本也变得非常便宜，我们在实验室自己做一个传感器的硬件成本就不超过20元。”李云泉表示，市场上灵巧手的触觉传感器单价贵达数百元至两三千元。

能温柔捏起一颗草莓

也能稳稳提起5公斤重物

李云泉副教授团队的这一成果

不仅攻克了“刚柔并济”的技术难题

更以极致的成本控制

让灵巧手有望走进千家万户

在华南理工大学

科技不只停留于实验室的“炫技”

而是以可负担的成本融入

社会需要与日常服务中

让每一个人

都能触摸到未来的温度

党委宣传部（融媒体中心）

文：广州日报新花城记者 武威

图：广州日报新花城记者 王维宣

微信编辑：杨晓霓

初审：冀早早

复审：卢庆雷

终审：夏正林

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