该从哪里抓？把抓取规划当作一次搜索
我们随手拿起东西似乎毫不费力，但机器人必须先回答一个精确的问题：在我的手能接触这个物体的所有方式中，哪一种真能把它稳稳抓住？做出这个选择就是抓取规划——在一批候选的手部摆位中搜索，逐一打分、排序，直到选出最好的那个。这里的抓取，指的就是手与物体之间的一组接触点，它们合在一起能让物体不滑脱。
可你没法在一个连位置都不知道的物体上搜索抓取点。所以抓取规划几乎总是接在物体位姿估计之后——这一感知步骤负责弄清物体在哪里、朝向如何，通常表示为相机视野中的一个位置加一个朝向。给规划器一个可靠的位姿，它就能针对真实的表面来推理；给它一个不准、晃动的位姿，再聪明的抓取也可能闭合在空气里。
对踵抓取：两个相对的接触点
规划器最常提出的抓取就是对踵抓取：隔着物体彼此正对的两个接触点，最好落在大致平行的两个表面上，这样连接它们的那条线几乎垂直地切入两个表面。想想你怎么用拇指和食指捏住一本书——两个指肚沿同一条线、从相反两侧向内压。一夹紧，物体就无处可滑。
为什么这么可靠？因为只要两个接触点能产生足够的摩擦，夹得越紧，就越能抵抗物体想要做出的任何扭转或拉拽——这种性质叫力封闭。当接触点借助摩擦能抵抗来自任意方向的推或扭时，抓取就具备力封闭。它更严格的表亲形封闭，则单凭几何就把物体彻底笼住，哪怕表面毫无摩擦也动弹不得。大多数两指抓取靠的是力封闭；形封闭通常需要更多手指，或者一个能包裹的形状。
三类夹爪，三种物体
规划器选哪种抓取，很大程度上取决于机器人末端装的是什么手。这只手就是夹爪，主流有三大类，各自最适合不同种类的物体。
- 平行二指夹爪——两片扁平手指对夹。结构简单、力量大、便宜，与对踵抓取是天作之合。最适合盒子、瓶子，以及带有一对可抓平行面的零件；对脆弱、不规则或软塌的物体则力不从心。
- 多指手——三根或更多手指，常带关节，能裹住一个形状。它们可以实现形封闭，甚至在拿起物体后重新调整抓握。这就为灵巧操作和手内操作打开了大门——手用自己的手指把物体重新转向。代价是复杂：更多电机、更难控制，也更多可能出错的地方。
- 吸盘夹爪——一只吸盘贴住表面，在背后抽出真空。吸盘只需要一块光滑、较为平整、不漏气的区域，而不需要两个相对的面，所以它在平整纸箱、光面袋子，以及钳子难对付的薄片上大放异彩。遇到多孔、弯曲过陡或破损的表面，密封会漏气，它就失灵了。
注意硬件如何改变了问题本身。平行二指要求规划器找出两个相对的面；吸盘只要求找到一块好的密封区域；多指手提出的问题最丰富——每根手指该摆在哪里？——这正是它强大的原因，也正是它难的原因。
从候选到接触：抓取流水线
规划器提出若干抓取后，机器人会给它们排序，再执行胜出的那一个。两个概念把整套流程串了起来。其一，每个候选抓取都会得到一个抓取质量度量——用一个数字估计该抓取有多稳、多稳健，好让规划器把好的和冒险的分开。其二，机械臂不会直直地扑向物体；它会走一段预抓取与接近，先在稍远处把手对齐，再沿接近方向干净利落地切入。
- 估计物体位姿，并在其表面上提出几个候选抓取。
- 用质量度量给每个候选打分，并剔除那些会撞到料箱、台面或邻近物体的抓取。
- 移动到物体正上方或旁边的预抓取位姿，手指张开，与选定的接近方向对齐。
- 沿该方向接近，闭合夹爪（或抽真空），确认接触，然后提起——同时盯住力或真空反馈，以便及早发现打滑。