人類最復雜的生物機械——手，至今仍是機器人領域最具挑戰性的未解難題。如果工程師們能夠攻克這一難關，如今實驗室中正在研發的機器人，未來或將在工廠車間成為司空見慣的景象。

全球的機器人工程師們正努力攻克人工智能與機械工程領域的前沿難題：如何制造一只能像人手一樣運作的機械手。目前，人形機器人雖然已經能實現行走、舉物和平衡，但缺乏靈巧且富有感知的手部，依然是其大規模應用于工廠和各類工作場所的主要障礙之一。

研究人員表示，目標不僅僅是讓機器人外形更像人，而是要讓其具備完成精細、復雜動作的能力，這也是大多數熟練勞動所必需的。以特斯拉的人形機器人Optimus為代表，其正直接挑戰這一難題。據摩根士丹利估算，若能突破這一關口，到2050年全球人形機器人市場價值或將高達5萬億美元。

埃隆馬斯克在接受《華爾街日報》采訪時表示：“要讓機器人真正有用，就必須擁有令人驚嘆的‘手’。”

雖然Optimus已能實現雙足行走，但馬斯克也曾表示，設計出類人手的難度遠高于步行本身。

美國西北大學機器人與生物系統中心的研究團隊，正通過聯邦資助項目，設計高度靈敏且靈活的機器人手。團隊負責人Kevin Lynch指出，他們制定了十年目標，即讓機械手具備完成基本人類任務的靈活性。

以Lynch實驗室中的原型為例，該手基于英國Shadow Robot公司的模型設計。數個如咖啡罐大小的圓柱電機驅動機械手指，指尖裝配的傳感器可感知類似“皮膚”下液體電學性質的變化。當手指接觸物體時，傳感器實時將這些變化轉化為類似“觸覺”的數據。

研究生們通過為機器人安排簡單環節——如套圈、拿方塊、引導小物體——不斷訓練手部的協調，所采集的數據則用于提升機器學習算法表現。Lynch表示，要想完成諸如“用鉛筆寫字”這類精細動作，未來版本還需在指腹和手掌等部位加入更多傳感器。

此外，也有研究團隊正突破“類人形態”桎梏。哥倫比亞大學機械工程教授Matei Ciocarlie開發的四指機械手，只靠觸覺就能判斷物體形狀和材質，彌補了視覺不足。這只手能托舉易碎物品，如紙筒，但也會偶爾出現滑落或掉落。

波士頓動力公司則采用了不同路線。其實驗性人形機器人Atlas所配手部有三根手指，可靈活變換為“拇指式抓握”或類似“槳狀的手掌”。其發布的視頻顯示，Atlas能舉起汽車配件、平衡啞鈴、把握小型物品。項目負責人Alberto Rodriguez稱，這一設計始終在力量、靈巧、纖細和耐久性中尋找平衡點，“單憑設計出弱小、低效的夾持器是遠遠不夠的?！?/p>

值得注意的是，并非所有工程師都追求“類人手”。來自舊金山的MicroFactory公司聯合創始人兼首席執行官Igor Kulakov則更傾向于簡化工業設計。他們的5000美元機器人采用雙臂設計，一只手裝配專用工具，另一只則用二指夾持物品。這一配置可完成諸如焊接電路板、擰螺絲、揭保護膜等關鍵制造環節，成本也遠低于復雜人形機器人。

盡管取得一定進展，材料科學方面依然面臨頑固挑戰。Shadow Robot總監Rich Walker表示，現在的制造工藝尚難以復制人體自身具備的諸如自愈皮膚、自潤滑關節等基本功能，為產品工程帶來諸多障礙。

致力于模仿人手的動力，部分源于愈發嚴峻的制造業及護理業“用工荒”。西北大學機械工程教授Ed Colgate指出，提升機器人靈巧性，或將讓中小企業也能用得起自動化工具，不再是大企業的專利。“它還可能催生出全新的就業機會。這也是我們做這項研究的動力。”