國產靈巧手四大“最”爭鋒,撕開“不可能三角”

編者按: 機器人能否真正「心靈手巧」,關鍵就在這最后一厘米——靈巧手。它集機械、傳感與 AI 技術之大成,突破了傳統夾爪的局限,正從工業工具進化為更具自主性的「類人智能體」。具身智能熱潮下,靈巧手也走到了臺前。
星河頻率特別策劃靈巧手系列文章,深入這場關于「觸覺」、「操控」與「創造」的技術革命核心。我們將不僅關注精巧關節背后的硬核科技,更將探討技術狂熱之下關于「能力邊界」與「人機共生」的深層思考。
我們將與所有關注未來的同行者一起,共同探索那雙「靈巧之手」所能觸及的、人機協作的終極新邊界。
往期文章:《靈巧手「技術爭鋒」正當時》
《靈巧手,人形機器人的「最后一厘米」》
《國產靈巧手跑出了個「四小龍」》
《借仿生手實現突圍,國產靈巧手破局「不可能三角」》
許多領域都存在「不可能三角」現象,指的是三種相互制約的目標難以同時達成,通常只能兼顧其二。
靈巧手領域也不例外,「成本-系統參數-穩定性」構成了其特有的不可能三角。
從性能設計看,這種矛盾尤為明顯:追求高自由度往往導致本體質量偏重;實現高負載能力常需以犧牲自由度為代價;若專注于輕量化,則在自由度和負載能力上可能表現平平。
而一味追求高性能參數,往往需要投入更多資金,推高靈巧手成本。
作為決定機器人作業上限的關鍵部件,同時也是人形機器人成本中占比約 20% 的核心組件,各大靈巧手廠商正致力于突破這一「不可能三角」,力求打造兼具高性能與高性價比的「性能怪獸」。
當下,靈巧手賽道百花齊放,同時也是「卷生卷死」,我們選取售價、自由度、質量和負載能力四個重要維度,梳理出在各個維度上表現最突出的「單項冠軍」。
四大冠軍共性:技術自研、響應夠快、模塊化設計
從售價、自由度、質量和負載能力這四個維度,這四款靈巧手獲得了單項冠軍:
售價最便宜:慧靈科技 eHand-6,售價 2999 元
自由度最高:靈心巧手 Linker Hand L30 科研版,42 個自由度
質量最輕:強腦科技 Revo 2,單手 383g
負載最大:雷賽智能 DH116,最大負載 40kg
這四家能拿下單項冠軍,離不開它們特有的「自研基因」。
慧靈科技作為小米生態鏈公司,長期深耕電動夾爪和直驅機械臂領域,積累了微型電動推桿、空心杯電機、驅動器及控制算法的自研能力。
eHand-6 的核心部件全部自研,打破了關鍵技術的外部依賴,大幅降低了部件成本。
同時,慧靈科技在驅動器、減速器等部件的標準化、模塊化布局以及構建完整產業生態鏈方面的經驗,進一步優化了成本并提升了量產效率。
靈心巧手匯聚了多位來自知名機器人公司的資深技術專家和清華、北大背景的技術人才,在傳動方案上實現了突破。
其采用的「連桿+腱繩」雙結構技術是核心優勢,也是國內唯一一家能同時商業化量產這兩種結構靈巧手的公司。
連桿結構負責基礎關節驅動,確保了穩定性和負載能力;而腱繩結構用于指尖和指間關節,顯著提升了靈活性和擬人性,使得每根手指都能獨立實現 9 個自由度的運動控制。
而作為靈巧手四小龍之一的強腦科技,通過自研電機、傳感器和腦機接口算法在仿生手領域積累了十足的經驗。
仿生手很重要的一個指標就是重量,這決定了使用者能不能長久舒適地使用。強腦科技將仿生手產品的技術思路延伸至靈巧手,通過使用特殊復合材料并輔以模塊化設計,保證結構強度的同時,大幅降低了自重。
而作為人形機器人核心部件供應商,雷賽智能推出的第一代靈巧手產品 DH116,面向的是工業自動化與商業自動化等大批量、低成本應用場景。
采用自研無刷空心杯伺服電機、 FOC 電流環與力位混合控制算法,DH116 靈巧手實現了抓握壽命超 100 萬次,整手最大負載可達 40 公斤,單指最大負載 10 公斤。
這四款靈巧手除了都裝備了自家自研技術外,在實時響應能力和模塊化生態上,它們也有著異曲同工之處。
雷賽智能的 DH116 和慧靈科技的 eHand-6 通過升級通訊協議,實現 10 毫秒級響應延遲。
DH116 使用的是標配 100MHz 的 EtherCAT 通訊,實現 100 倍提速的實時觸覺反饋與小腦控制;eHand-6 使用的是 CAN FD,支持單幀 64 字節數據,可一次性傳輸所有關節指令和傳感器數據。
強腦科技 Revo 2 和靈心巧手 Linker Hand 科研版則是通過邊緣計算嵌入形成兩級響應體系,以此提升響應速度。
Revo 2 將神經信號處理下沉至終端設備,使用嵌入式信號處理流水線和動態優先級調度機制,實現動作意圖的實時解析;Linker Hand 科研版依托數據集訓練的云端智腦,幫助靈巧手提高任務執行的準確性。
在模塊化生態方面,主要有硬件可置換和軟件開源兩種路徑,靈心巧手和雷賽智能選擇前者,強腦科技和慧靈科技選擇后者。
Linker Hand 的單指模塊化設計實現快速更換,DH116 支持傳感器拓展;Revo 2 開放完整 SDK、eHand-6 提供 ROS 接口,構建開發者生態反哺技術迭代。
四家冠軍對比:各有千秋,勾勒未來趨勢
這四款靈巧手代表了國內靈巧手領域的兩類主要參與者:專業靈巧手廠商和具備核心硬件技術復用能力的廠商。
無論是對成本下限還是性能上限的探索,它們都已表明在靈巧手領域,國產產品相較于國外老牌廠商,已展現出「后來者居上」的趨勢,同時它們也加劇了國內市場的競爭態勢。
從這四款產品的差異出發,結合各家不同的發展歷程,可以窺見當下靈巧手發展的趨勢。
在工業自動化領域,成本始終是規模化應用的關鍵決定因素。慧靈科技的 eHand-6 用 2999 元的價格,首次將工業級靈巧手帶入千元時代。
作為目前售價最便宜的靈巧手,其自由度同樣是入門級,6 個自由度,是市面上靈巧手產品的主流自由度選擇,也是常見的最低自由度配置。
事實上,6 個自由度的靈巧手已經能完成 60-70% 的基礎抓取任務,只是在醫療等需要高精細度操作以及非結構化的環境表現稍弱,但已能覆蓋大部分的工業環境需求,這也是 eHand-6 特地加上工業級前綴的原因。
而且,往往自由度越高就代表著成本越高,像 eHand-6 選擇的是連桿傳動方案,增加一個自由度,就需要多加 1 個電機、1 組連桿,所以選擇普適性高的低自由度方案成為了低價的重要因素。
通過「機械臂-夾爪-電缸-靈巧手」這樣的產品生態布局,慧靈科技積累了大量標準化經驗,其中大部分成熟模塊都可直接復用在靈巧手上,利于縮短研發周期、降低了研發成本。
加上自建生產基地保障了供應鏈和量產的穩定性,能夠快速將產能投入到靈巧手生產,減少了外協加工的成本。
像國內的傲意科技在珠海擁有自建工廠、靈巧智能跟捷昌驅動合作的中試線也都是在推動量產的基礎上,減少加工成本外溢。
把靈巧手自由度卷到 42 個,遠超人手 27 個自由度極限的靈心巧手,是一位「既要又要」玩家。
今年 4 月,靈心巧手拿下超億元種子輪融資,是靈巧手行業目前最大的種子輪投資。種子輪融資前,靈心巧手推出的系列產品成為了吸引資本大額下注的關鍵。
去年 9 月,靈心巧手推出了 Linker Hand 系列靈巧手產品,當時特斯拉還沒有推出最新的使用腱繩方案的靈巧手,只有英國的 Shadow 采用了腱繩方案,其靈巧手有 26 個自由度,但售價上百萬元。
Linker Hand 系列產品,自由度在 25-42 個,售價在 Shadow 的 5%-10% 左右。值得一提的是,靈心巧手在今年也推出了 O 系列,主打科研和工業領域,售價 0.88 萬元,預計 3 年內把 O 系列產品成本降到 499 元。
靈心巧手的思路很簡單,就是在每一個環節都尋找最優解。
在傳動方案上,腱繩傳動理論上更利于解決「不可能三角」,因此在國內同行普遍采用連桿傳動時,靈心巧手選擇了腱繩傳動。
為了讓靈巧手擁有「類人直覺」,在數據端,靈心巧手通過大量真實模擬學習,構建了全球最大的靈巧操作數據集 DexSkill-Net,目前已積累超過 200T 的手部數據。
在傳感器方面,采用部分自研,部分合作的方式,逐步搭建多模態感知網絡,通過觸覺-視覺-力覺融合算法,實現毫米級精度控制。
在產品耐用度上,與萬凱新材共建聯合實驗室,開發輕量化高強度復合材料。該材料使得靈巧手重量降低 40%,負載能力提升 30%,同時延長使用壽命至行業平均水平的 2 倍以上。
強腦科技作為國內少有兼具「腦機接口+機器人」兩大底層技術的公司,其產品更具「技術沿用+精度均衡」的特點。
其最新靈巧手產品 Revo 2 不僅是行業內目前最輕的靈巧手,同時也創下了握重比 52:1 的行業記錄。握重比指的是負載能力與自重的比值,Revo 2 整手 383 g,6 個雞蛋的重量,擁有 50N 握力和 20kg 提拉能力。
其中的關鍵就在借鑒人類手指的肌腱傳動原理,進行仿生關節優化,減少金屬部件使用以及在關鍵受力部位采用高強度輕質復合材料。
同時,在傳感器方面,強腦智能也下足了功夫。傳統觸覺傳感器會增加 30% 額外重量,而 Revo 2 通過內置集成三維觸覺傳感器,在保持克重的同時,賦予靈巧手感知物體硬度、紋理、受力方向及接近距離的能力。
其觸覺分辨率還支持「戴手套操作」,無論是防刺、防水還是化學防護手套,Revo 2 都能保持「赤手操作」的感知精度,適用于化工、醫療等特殊場景。
此外,強腦科技還開放完整 SDK 開發包,開發者基于此平臺可進行二次創新,目前也已規劃高自由度仿生手和遠程遙操作方案的開發路線。
區別于靈心巧手直接切入靈巧手賽道,強腦科技從仿生手拓展到靈巧手領域,雖然有共通底層技術,但工程難度還是截然不同的,所以強腦科技選擇放大優勢、開放生態的路線推動產品走向性能均衡。
同樣選擇先放大自身優勢再迭代方案的,還有從核心運動控制部件跨界進入靈巧手領域的雷賽智能。
雷賽智能在今年推出了 DH 系列靈巧手解決方案,DH116 作為第一款靈巧手,定位是普及型靈巧手,自重 490 克,最大負載能力 40 公斤,單指負載 10 公斤,目前已進行試產試銷。
在工業自動化領域,靈巧手需要面對三重考驗:高頻次、高負載、長周期連續運行。DH116 采用 11 個總自由度,6 個主動自由度的設計,體現了其對工業場景的深度理解——在保證功能完備的前提下避免過度設計。
通過分布式觸覺傳感器網絡實現碰前感知與軟著陸功能,DH116 能在接觸物體前調整抓取策略,大幅降低碰撞損壞風險。這種設計適合物流搬運、汽車裝配等需要處理不規則重物的場景。
此外,靈巧手產品兼容 RS485/CAN 等工業總線協議,能無縫集成至現有自動化產線,應用場景覆蓋移動機器人、協作機器人、人形機器人等多種形態。
目前 DH 系列靈巧手解決方案由子公司靈巧驅控負責研發、生產、銷售,業務模式包括:提供高質價比的靈巧手零部件,提供靈巧手解決方案與成套組件以及為大客戶聯合開發靈巧手以及代工組裝。
四大「單項冠軍」的涌現,無疑是國產靈巧手技術突破和市場活力的有力證明:
慧靈科技 eHand-6 實現成本下探
靈心巧手 Linker Hand L30 科研版實現自由度登頂
強腦科技 Revo 2 打造極致輕量化感知
雷賽智能 DH116 的重載可靠性
它們各自開辟了差異化競爭的賽道,共同豐富了應用生態,但也揭示了尚未出現普適最優解的現狀。
目前真正的挑戰在于如何將單項優勢不斷放大成綜合競爭力,持續縮小與理想中「全能選手」的差距。
材料升級、算法優化、感知精度提升、穩定批量化生產的穩定性,以及核心元器件的自主可控,仍是橫亙在前的關鍵課題。
當下,國產靈巧手正處在從「功能實現」邁向「體驗優化」的躍遷期,同時也是機遇與挑戰并存的時期,穿越周期,打通「靈巧」,才能擁抱真正的星辰大海。
原文標題 : 國產靈巧手四大“最”爭鋒,撕開“不可能三角”
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