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◎ 一手拿下七金，临界点如何做通用灵巧操作。

△ 撰文：DONG.ZY

一只手要握住锤子钉钉，也要捏住镊子夹起直径约5毫米的黄豆。

换到另一张赛桌，它还要拿稳勺子称量粉末，抓住开瓶器撬开瓶盖，处理会弯曲、会改变姿态的线缆。

第二届世界人形机器人运动会第一次把灵巧手单独放上赛场。

8月22日至26日，电动工具装配、粉末称量、积木搭建、钉钉固定、开瓶撬盖、拆箱拆包、镊子夹豆和线缆连接8个项目，集中考察抓握、精度、力控、工具使用和双手配合。

智元机器人子公司临界点使用量产版OmniHand参加全部项目，进入8项决赛，最终获得7金、4银、3铜。

其中，镊子夹豆、积木搭建和粉末称量三个项目采用全自主方案夺冠。

不同队伍使用了多套OmniHand，但产品型号和核心硬件配置相同。

临界点没有为8个项目分别设计灵巧手，变化主要发生在握姿、控制方式和任务算法上。

一款量产灵巧手如何覆盖八类操作，成为这次比赛留给临界点的一道产品考题。

01.

一套硬件，八种操作

OmniHand拥有10个主动自由度、16个总自由度，整手重量不超过520克，参赛产品约510克，指尖重复定位精度典型值为0.3毫米，五指抓握力不低于5公斤。

按照Feix人手抓取分类体系，人手的常用抓取方式可以归纳为33种。临界点称，OmniHand能够实现其中27种，覆盖率超过80%，它还支持手背触控交互，可以在抓握之外接收触碰指令。

这些参数放进比赛，分别对应不同的操作。

钉钉固定首先考验整手握持。

OmniHand要握紧锤柄，避免工具在挥动和敲击过程中滑动或转向，锤头落下后，反冲沿着锤柄传回手掌，手指还要维持原有握姿。

开瓶撬盖同样需要力量，但动作结构不同。

一只手固定玻璃瓶，另一只手握住开瓶器，对准瓶盖后完成撬动。工具角度偏离容易滑脱，抓握力不足又无法顺利开盖。

到了粉末称量，力量不再是主要难点。

比赛要求称取20±0.5克粉末，OmniHand要稳定拿住勺子，根据电子秤读数不断调整动作幅度。

武汉大学与智元机器人联合赛队使用同一双OmniHand进行训练，期间没有更换灵巧手，累计训练数百小时。

备赛时，团队考虑过两种方案：先用大勺接近目标重量，再换小勺补齐；或者始终使用一把大勺，通过连续调整逐渐逼近目标。

他们最终选择了后一种方案。

联合赛队成员在接受甲子光年交流时提到，约100Hz的控制频率，可以给连续调整留下足够空间。

决赛中，机器人以全自主方式完成取勺、取粉、称量和调整，用时27秒，准确称出20克粉末。

积木搭建考验多根手指能否同步动作。

OmniHand采用三指抓取，以减少积木在移动过程中发生旋转和晃动。

放置时，三根手指先同步减小夹持力，在保持接触的情况下稳定积木，随后再匀速张开。

这样可以减少某根手指提前松开产生的横向推力，避免已经搭好的积木发生偏移。

临界点通过固件调整手指响应速度和多指同步性，再由任务算法安排抓取和释放动作。最终，其全自主方案获得冠军，领先第二名1分15秒。

镊子夹豆把操作集中到指尖。

OmniHand要稳定握住镊子，再用细小的手指动作控制镊子开合。镊子的握持位置、开合幅度和释放时机，都会影响夹取结果。

比赛规则在赛前发生变化：单次夹取超过一颗黄豆，整场成绩即被判为无效。

现场黄豆数量也少于训练环境，只在碗底铺了薄薄一层，目标更难寻找。

临界点先后尝试随机抓取、遍历和视觉定点抓取，最终采用螺旋搜索方案，从碗中心向外寻找黄豆，并通过轻微搅动改变黄豆位置。系统还会检查每次夹取的数量，一旦发现同时夹起多颗，就放弃当次操作。

在决赛中，全自主方案稳定夹取约70颗黄豆，拿下冠军。

拆箱拆包、电动工具装配和线缆连接又换了三类对象。

OmniHand需要分别握持开箱工具、电动螺丝刀和线缆接头，工具尺寸、硬度和受力方式不同，手指也要切换握姿。

电动工具装配采用临界点自研的DUET双层具身接触智能架构，外层位姿控制负责工具对准，进入接触阶段后，内层触觉控制根据工具与工件的状态调整动作。

8个项目把整手握持、指尖捏取、多指同步、双手配合、工具使用和柔性物体处理放进同一场比赛。

OmniHand没有通过更换主体硬件完成这些任务，临界点和参赛团队围绕同一构型开发了不同的操作方法。

02.

自由度之外，还有抓握和控制

自由度决定灵巧手可以形成多少种独立运动，但不会自动变成任务能力。

驱动方式、关节布局、控制精度和多指同步，都会影响这些自由度能否真正用于操作。产品进入批量制造后，还要考虑尺寸、散热、寿命和成本。

OmniHand的10个主动自由度并不是临界点能够提供的最高配置。

临界点并不认为所有任务都该由同一只灵巧手完成。

比如OmniHand 3 Lite面向更小尺寸、更轻量化的机器人平台；OmniHand 3是通用型灵巧手；OmniHand 3 Ultra-M采用全直驱设计，面向高性能灵巧操作研究与开发；OmniHand 3 Ultra-T则对应绳驱旗舰路线；OmniPicker 3作为工业级具身夹爪，主要面向柔性制造、物流分拣等任务。

乔天杰在接受甲子光年交流时表示，不同场景对自由度的要求并不相同。

自由度继续增加，产品在成本、寿命、稳定性和一致性方面承受的压力也会随之上升，企业需要根据具体任务做工程取舍。

灵巧手内部空间有限，主动自由度越多，需要装入的驱动、传动和控制部件通常也越多。

增加的零部件会带来更复杂的散热和装配，也会提高量产时保持产品一致性的难度。

临界点选择OmniHand参加全部比赛，首先考虑的是这款产品可以覆盖多少种实际握姿。

锤子需要整手握紧，镊子依赖指尖动作，积木采用三指抓取，开瓶器又需要另一种用力方式。

OmniHand能够实现27种标准抓取形态，使它可以在这些工具之间切换。

五指构型还对应现实世界已有的工具和操作数据。剪刀、锤子、螺丝刀、杯子和门把手原本就是按照人手设计的，机器人的手在尺寸和构型上接近人手，可以直接使用这些工具。

今天的机器人操作数据也大量来自人类示范，包括互联网视频和数据采集设备记录的人手动作。

灵巧手越接近人手，动作映射越容易利用已有数据。

五指外形决定它能够继承哪些工具和人类动作，主动自由度决定其中多少动作可以独立控制。

进入具体任务后，产品还要形成稳定握姿，并持续执行算法给出的动作。

临界点没有用最高自由度覆盖所有任务，而是在520克以内的整手重量中安排10个主动自由度，并把抓握力、定位精度和多指同步一起做进产品。

03.

算法要建立在一只稳定的手上

三个全自主冠军使用了不同的任务算法。

镊子夹豆加入螺旋搜索和数量检测，积木搭建强调三指同步与稳定释放，粉末称量持续读取重量并调整动作。

同一款手提供抓握结构和底层控制，开发团队再围绕任务设计算法。

临界点将OmniHand定义为“AI Ready”灵巧手。

这里的“AI Ready”，对应的是算法开发中的实际需求：硬件能够承受长时间训练，底层控制接口可以被调用，同型号产品之间保持接近的响应。

对于普通合作队伍，临界点提供硬件和基础SDK；对武汉大学等深度合作伙伴，公司进一步开放底层驱控接口，使开发团队能够调整手指动作、控制频率和接触策略。

临界点赛后统计显示，灵巧手专项赛预赛实际参赛队伍超过200支，其中约27%使用OmniHand；进入决赛的110余支队伍中，这一比例升至约35%；获得前三名的队伍中，OmniHand的使用比例约为60%。

外部团队也在这款手上开发了自己的方案。

粉末称量项目的核心算法由武汉大学负责，OmniHand提供硬件和底层控制。联合赛队最终以27秒完成比赛，成为该项目唯一使用全自主方案的冠军队伍。

“北京人形—北邮”飞雁队在钉钉固定项目预赛中排名第八。进入决赛后，队伍将机器人左手更换为OmniHand，最终获得第三名。

这款手没有从备赛初期便与该队伍长期磨合，而是在比赛期间完成接入。

安装完成只是第一步，参赛队伍还要处理动作映射、控制频率、响应延迟和关节特性，才能让原有方案适配新的灵巧手。

外部团队能够在有限时间内完成接入，说明OmniHand已经具备较为明确的开发接口。

不同团队可以沿用相同的机械结构和底层控制，视觉、规划和任务策略则由各自开发。

硬件可靠性会直接影响算法开发。

武汉大学联合赛队在数百小时训练中始终使用同一双OmniHand，训练材料以盐为主，高湿度和盐分会增加材料腐蚀风险，也可能改变接触面的摩擦特性。

乔天杰在接受甲子光年交流时说：“算法开发最怕的，就是手开发着开发着，‘啪’就坏掉了。”

产品发生故障，数据采集和算法训练都会中断。换上一只新手后，如果关节响应、摩擦力和控制精度发生变化，已经调好的策略还要重新适配。

灵巧手既是操作部件，也是算法团队长期使用的训练设备。硬件保持稳定，开发人员才有时间处理任务本身；同型号产品保持一致，已有策略才更容易迁移到下一只手。

04.

近万台之后，量产开始影响操作能力

乔天杰在接受甲子光年交流时表示，OmniHand累计交付已经接近1万台，并预计9月达到万台规模。

此外，据智元官方透露，智元临界点累计出货超过2万台，形成超过5万小时真实世界数据。

智元也公布了其首次参加世界人形机器人运动会的总成绩：18金、16银、12铜，同时位列金牌榜和奖牌榜第一。

临界点OmniHand获得灵巧手专项赛7枚金牌；智元在作业赛道获得6枚金牌，在舞蹈、武术、乒乓等竞技项目中获得5枚金牌。

智元还提到，此次参赛机型均为量产产品，没有为比赛专门开发定制机型。

OmniHand使用的也是量产版本，比赛中的调整集中在任务算法、控制方式和现场适配，没有另行设计赛事专用硬件。

产品进入万台交付后，每一只手的表现都要足够接近。指尖位置、关节响应、摩擦特性和触觉阈值出现偏差，都可能改变已经调好的动作结果。

据乔天杰介绍，临界点团队中有成员来自汽车企业和Tier 1体系。公司从产品开发早期引入量产质量管理方法，按照汽车行业的质量要求做灵巧手，并根据灵巧手的使用方式增加测试项目。

常见寿命测试主要统计手指在空载或带载状态下重复开合的次数。临界点在此基础上增加场景化测试，部分特殊工况需要连续运行至少一周，产品才能进入下一研发阶段。

双足机器人行走和跑动产生的振动与惯性冲击会传到手腕端。临界点采集机器人真实运动中的末端冲击曲线，再把这些工况用于灵巧手单体测试。即使手上没有抓取物体，持续振动也会考验末端结构。

已经交付的产品出现新故障后，临界点会对问题进行归类，并加入后续测试项目。

随着产品进入更多高校、机器人公司和应用现场，测试内容也根据实际使用继续增加。

乔天杰在接受甲子光年交流时表示：“最终还是要算ROI，本质上就是算一笔账。”

对客户而言，灵巧手采购价格只是部署成本的一部分，硬件故障会打断数据采集和算法训练，产品更换后重新标定，也会增加项目投入。

本届运动会把OmniHand放进8种不同任务，临界点自有团队、武汉大学联合赛队和其他参赛队伍，分别在同一型号产品上开发自己的方案。

接近万台交付后，临界点还要保持不同产品之间的控制表现。

新团队可以沿用已有接口开发任务；产品更换后，原有策略不必重新开始；遇到新的工具，开发人员可以先调整操作方法，不必重新设计一款灵巧手。

七枚金牌让OmniHand完成了一次集中展示，随着交付规模接近万台，这款手还会进入更多训练、开发和应用现场。

临界点要交付的不只是五指硬件，还有一套可以被不同团队继续使用的灵巧操作基础。

* 参考来源：

[1]独家交流临界点CEO乔天杰：机器人运动会7冠背后，灵巧手真正该比什么？—甲子光年

[2]金牌榜奖牌榜双第一！智元首次出征机器人运动会实力登顶—智元AGIBOT

[3]一手打天下，智元子公司临界点赢得机器人运动会7枚金牌—智元AGIBOT

[4]三项全自主夺冠！灵巧手专项赛首日临界点连夺 3 金—临界点 AGILINK

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