操作与抓取

灵巧操作

灵巧操作,是娴熟而精细地协调多根手指一起来处理一个物体——不只是把它握住,而是主动地控制它:用轻巧、掐准时机的触碰去转动、滑移、重新摆放、调整它的朝向。它就好比一只只会夹住东西的钳子,和一只能转笔、拧瓶盖、穿针引线的人手之间的差别。它的标志,是许多个接触点,每一个都朝自己的方向用力,却又全部协同,汇成一个流畅的结果。

它之所以难,在于物体的去向取决于每一根指尖此刻共同的作为。按得太重,会把它压坏或卡死;太轻,它会滑掉;彼此不同步,它就会朝错误的方向翻倒。机器人必须随时掌握每根手指碰在哪里、每个接触点上流过多大的力、这些接触又会让物体怎样运动——而且在物体不断移动的过程中,这一切每秒都要更新许多次。这通常需要一只多指的手、良好的触觉感知(好让机器人感觉到正在发生什么),再加上要么是极为细致的接触规划,要么是经过长久练习学来的技能。

灵巧操作之所以是机器人学的一处前沿,恰恰因为人手做起来轻松自如,机器却觉得难如登天。一旦攻克了它,机器人就能去打结、组装小零件、使用日常工具,去处理真实厨房或工坊里那些柔软、滑溜、不规则的物体,而不再只是工厂流水线上那些整整齐齐、又硬又规矩的部件。

一只五指机器人手在原地缓缓转动一个立方体,让选定的那一面朝上:一根手指轻轻推它,其余几根则悄悄地变换握法,使它始终不会掉落。

许多指尖各司其职,只为转动一个小小的物体。

灵巧操作通常意味着一只本领丰富、往往是多指的手;而纯粹在这只手之内把物体重新摆放朝向,则是与之紧密相关的“手内操作”。

又称
dextrous manipulation多指灵巧操作