中国仿生手突破类人抓取极限:触觉密度达人类10倍 抓取成功率跃至100%
在北京市一处实验室里,记者目睹了令国际学术界瞩目的场景:一只银色机械手正用拇指和掌部稳定握住矿泉水瓶,无名指与小指同步抓取高尔夫球运至指定位置。这只被称为"F-TAC Hand"的仿生设备,最近以封底论文形式登上了《自然·机器智能》,其核心技术突破正在改写全球仿生手技术格局。

研究团队攻克了"触觉反馈"与"运动控制"融合的世纪难题。当笔尖触碰到仿生手时,监控屏幕瞬间呈现出精确到0.1毫米的接触位点,以及钢笔表面的纹理特征。掌面70%区域覆盖的高密度触觉网络,使得每平方厘米分布着近万个触觉像素点——这是人类手掌感知密度的十倍。为实现该性能,科学家创新采用了光学传感器与弹性硅胶体的复合结构,使传感器既承担感知功能又作为机体结构件,破解了传统设计中感知元件挤压运动空间的困局。
仿生手运动控制系统借鉴了人体运动原理。内置的类肌腱传动系统由五组绳驱装置构成,配合关节复位弹簧,实现了与人类手部相当的15个运动自由度。更引人注目的是其智能算法系统,通过模拟人类神经反馈机制,能在400毫秒内完成接触感知-数据分析-动作调整的全流程,使抓取成功率从传统系统53.5%跃升至100%。
在合肥的另一实验室里,中国科学技术大学的创新方向则指向了功能替代。他们研发的19自由度假肢手仅重370克,却能将形状记忆合金的收缩特性与人类肌腱运动特性结合,通过语音指令识别技术,帮助截肢患者完成梳头、下棋乃至操作智能手机等精细动作。60岁的临床测试者王女士仅培训半天就能灵活使用,甚至在测试中展现了传统假肢难以企及的手语表达能力。

这两项突破性成果正在形成技术互补。北京团队的技术侧重机器人领域的环境适应能力,其抓取负载可达10牛顿;而合肥的技术路线则专注医疗康复应用,最大负载2.5千克满足日常生活需求。科研人员正在探索将高密度触觉反馈系统与轻量化假肢设计结合,预计下一代产品将实现触觉神经信号再造。
产业观察人士指出,这标志着中国在机器人核心部件领域实现从跟跑到领跑的关键转折。现阶段成果已具备商业转化条件,多家医疗科技公司正与科研机构接洽。未来五年内,兼具触觉反馈与高度灵巧的仿生手产品,或将重塑全球医疗康复、工业制造及特种作业领域的技术版图。
