兆威机电发布机器人灵巧手重磅新品！单板控制，17个自由度，寿命大于10年

电子发烧友网报道（文/黄山明）人形机器人是未来科技的重要发展方向，可以帮助人类释放所有低端劳动力。但想要实现这一点，灵活性必不可少，尤其是手部的灵活性，是决定机器人可以完成哪些劳动的关键。这就是机器人灵巧手，是人形机器人上的关键零部件。
 
目前国内有多家企业已经具备了相关核心技术与产业化能力，近期，兆威机电更是展出了自己的机器人灵巧手，让业内外一探当前机器人灵巧手技术的发展程度。
 
兆威机电发展多自由度灵巧手
 
20世纪70年代，对机器人灵巧手的研究便已经开始。不过早期的灵巧手更多是采用腱绳驱动系统与电机驱动。不过随着产业的发展，尤其是人形机器人技术的替身，需要在一个人形机械臂上进行灵巧的操作。
 
这就需要灵巧手的重量控制在一个合理的范围内，因此对于灵巧手的结构材料，以及驱动器的功率密度都有着极高的要求。与此同时，从运动学角度来看，要让灵巧手满足指关节运动时可以产生任意运动，而固定时可以限制物体的运动，就需要灵巧手至少要有3个手指和9个自由度。
 
在今年5月份，兆威机电便申请了一项名为“灵巧手控制系统、方法、灵巧手及机器人”的专利，该专利提供一种灵巧手控制系统、方法、灵巧手及机器人，涉及灵巧手领域，主要是降低了灵巧手的控制成本。
 
同时，兆威机电在微机电传动领域拥有6-24mm的空心杯电机的核心技术和8mm的微型步进电机产品，这些技术特点使得其灵巧手产品在市场上具有更强的竞争力。
 

 
从此次兆威机电所发布的机器人五指灵巧手来看，具备其独创的单关节驱动技术，整手配备了17个自由度，以及15个关节，后续可扩展至20自由度以上。其中，单个关节拥有3个及以上的自由度。该设计解决了现有灵巧手在可靠性、灵巧性、智能性等方面的不足，能够适应工业生产、特种作业、生活服务等复杂操作环境。
 

 
并且兆威机电采用基于Arm框架，最大可达到600MHz驱动芯片，来驱动整个灵巧手。据介绍，灵巧手内只通过一块控制板就可以实现对所有关节的控制，而这款板子在设计时便耗费了超过80天的时间。
 

 
兆威机电首席电控专家陈毅东曾表示，灵巧手的自由度并非越多越好，例如简单的抓取任务可能只需要少数几个自由度就能完成。增加自由度会增加机械设计和控制系统的复杂性，这可能导致系统更难设计、构建和维护。而通过标准化、模块化的产品设计理念，让这款灵巧手寿命大于10年。
 

 
未来兆威机电将在灵巧手中集成最符合人体工学的电子皮肤，让灵巧手更像人类。同时兆威机电还与中国科学院深圳先进技术研究院达成深度合作，双方成立了“灵巧手智能系统联合实验室”，专注于具备自主学习能力的灵巧手智能系统研发，未来将让灵巧手也具备思考能力，实现更智能化的操控。
 
灵巧手市场规模巨大，成人形机器人技术突破的关键
 
人形机器人灵巧手作为人形机器人与外界交互的重要媒介，在机器人学领域属于末端执行器的范畴，对提高机器人的柔性和易用性有着极为重要的作用。随着人形机器人的发展，灵巧手的需求也在不断增长。
 
根据Statista的预测数据，全球机器人灵巧手市场规模将由2021年的11.6亿美元增长至2030年的30.35亿美元，2022-2030年间CAGR为10.9%。同时，全球机器人灵巧手市场容量将由2021年的50.75万只增长到2030年的141.21万只，2022-2030年间CAGR为11.7%。
 
据中商产业研究院分析师预测，2024年全球机器人灵巧手市场容量将达 76.01 万只，市场规模将达17.06亿美元，2030年全球机器人灵巧手市场规模将突破30亿美元。
 
头豹研究院预测，保守情况下，2030年全球人形机器人灵巧手市场规模为320.6亿元，年复合增长率为81.2%，乐观情况下达879.7亿元，年复合增长率为109.3%。
 
从成本来看，有机构报告显示，目前单只人形机器人灵巧手成本约为2.8万元，随着产业成熟后，成本有望降低至1.5万元。因此推测到2030年人形机器人灵巧手全球市场空间约568亿元，2023-2030年市场空间复合增速约35%。
 
Markets and Markets的报告则预测人形机器人市场规模将从2023年的18亿美元增长到2028年的138亿美元。参考特斯拉Optimus量产目标售价2万美元，预测2028年人形机器人的销售量为69万个，灵巧手销售量为138万只，假设到2028年灵巧手的价格降幅为60%，即从5万元/只降为2万元/只，那么2028年人形机器人产业将为灵巧手带来276亿元的市场。
 
此外，随着全球人口老龄化的加剧和劳动力成本的上升，对于人形机器人灵巧手的需求将持续增长。特别是在医疗、工业、服务等领域，灵巧手将发挥越来越重要的作用。
 
另一方面，随着人们生活水平的提高和消费观念的转变，对于智能化、个性化的服务需求也将不断增加，为人形机器人灵巧手行业带来更大的市场空间。同时，技术创新推动产业升级，未来，随着技术的不断创新和突破，人形机器人灵巧手将实现更加高效、智能、安全的操作。
 
总结
 
灵巧手作为人形机器人与环境交互的末端执行器，模仿了人手的结构和功能，能够灵活地操作物体和抓取物品。这种灵活性和操作能力对于人形机器人来说至关重要，此次兆威机电发布的灵巧手，以更高的自由度，可以更好的完成复杂的工作。未来还将引入深度学习、强化学习等先进技术，让灵巧手将具备更强的自主学习和适应能力，加速推动人形机器人的商业化落地和相关技术的创新和行业发展。
 
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