机器人手画圆圈, 怎么就成为了一大难题了?

世界机器人大会马上就要开幕了，于是我们最近多留意了一些机器人相关的信息。

除了社交媒体上各类人形机器人出丑的搞笑视频之外，最近也有一些有意思的东西。

比如一些会做家务的人形机器人，床边伪装成台灯的叠衣服机械臂，新的通用型控制模型等等。

已经开放预购的叠衣服机械臂，但我们都认为这视频好像 AI 生成的。

直到我们看到了一个推文，声称这是机械手「首次画出圆圈」。

我寻思不对啊，今年已经 2025 年了，会艺术创作的机器人都数不胜数了，难道机器人还画不出一个圆圈吗？

发推的是华人研究者 Tom Zhang，是 DaxoRobotics 的创始人，来自 宾夕法尼亚大学 GRASP 实验室的博士。

「我们花了两天时间才画出一个圆圈。据我们所知，这是机器人手首次画出圆圈？我们甚至没有见过任何其他机器人手，哪怕只有一点点远程操作或人工智能能力来进行圆圈绘制。在纸上看起来很容易（字面意义上的玩笑），但实际上并不简单。」

等一下，为什么画个圈要花两天时间？我们先看下他的机器手画圈的视频：

这和我们平常理解的机械臂画圆完全不一样，没有多轴向的坐标移动控制，没有手臂，只有两根「柔性的」手指夹着笔画圆。

这两个手指并不是传统的刚性关节设计。手指中有 40 条肌腱，但没有关节，其运动是由肌腱进行控制，传统的逆向运动学（IK）求解器对此几乎无能为力。

根据介绍，这个机械手似乎具备「无限」自由度，并且目前具备 7 公斤的握力，并且手指中间没有电机结构。

面对一些质疑，Tom Zhang 也回应道：我应该提一下，我们甚至不知道该如何对这种行为进行硬编码，因为它是高度依赖肌腱驱动的，根本没有办法用硬编码来实现。

当然它也不仅仅只会画圈，Zhang 说还会「画些其他东西」。

在「画圈」之前两天，Daxo Robotics 就发了「超人类灵活性」的预告：在视频中，柔软的手可以倒拿着笔，暗示它可能能够倒写 —— 因此具有超人类的能力。

所以现在看来，「超人类的能力」就是画圆？

当我还在疑惑「画圆」超越人类能力的点在哪的时候，网友的评论已经揭示了答案：原来人在画圆的时候需要手腕运动…

Daxo Robotics 也不是第一次用这些趣味小动作出圈了，不久前的机械手转笔、拿扑克牌的操作也吸引了不少眼球。我们也做过视频：

据 Tom Zhang 表示：「手」确实是一个连续谱系（多样体）。

「我们想要展示的是：即便在没有人类对控制机制的明确理解的前提下，也能涌现出精确的运动。」

当时这个机械手叫做 Muscle v0，具有超高灵巧度（无限自由度）、为机器学习量身定制、坚固耐用，性能可靠的特征。

Daxo Robotics 不仅借鉴了人手的外形，更融入了人类肌肉控制的核心原理。当他们打造出机械手的第二根手指时，它就已经能够旋转笔杆了。

对于刚性机器人来说，「自由度」是一个相对容易定义的概念。但在柔性机器人中，自由度理论上是无限的。

一个更有意义的衡量方式是「可驱动自由度」的数量 —— 而的这只手能够具备数以百计的可驱动自由度。

同时，这个机械手是为机器学习而生的。

可以通过远程操控和仿真模拟两种方式采集数据。为了实现这一点，他们甚至「魔改」了现有的模拟器，自行构建了可变形的柔性结构模型。

这款机器手拥有丰富的传感能力，能提供高维度的力反馈信息。与此同时，输入给机器人的控制信号本身也是高维度的，为学习提供了极大的探索空间。

由肌腱控制的柔性机械手，在自由度和灵活度上显著比刚性关节控制的机械手优越。而从目前的演示来看，哪怕控制机制仍然不完全明确，但柔性机械手在精确控制方面似乎也不遑多让。

所以非刚性的机械手是否真的具备更高的上限呢？欢迎在评论区讨论。