小指如章魚般柔軟蜿蜒，指尖還自帶“透視眼”。整只“手”遇熱能變色提醒，單根“手指”成本不到1塊錢。在2025世界人工智能大會（WAIC）上，復(fù)旦大學(xué)智能機器人與先進制造創(chuàng)新學(xué)院智能機器人研究院甘中學(xué)教授團隊自主研發(fā)的多源仿生3D打印柔性靈巧手首次亮相。

這款靈巧手打破傳統(tǒng)機器手設(shè)計，以仿生結(jié)構(gòu)、3D打印柔性材料和傳感控制系統(tǒng)相結(jié)合，不僅能靈活抓握、夾取、勾挑，還能通過溫度變色、視覺識別等功能巧妙應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境，更大幅降低制作成本，詮釋機器人與人類共融共生的美好未來。

小拇指像章魚觸手，東西掉在縫隙也能拿

靈巧手是一種能夠模擬人手復(fù)雜動作和精細操作的機器人末端執(zhí)行器，廣泛應(yīng)用于服務(wù)機器人、醫(yī)療、工業(yè)裝配和輔助殘障等領(lǐng)域。展望未來，當(dāng)人形機器人進入家庭，靈巧手也將承擔(dān)絕大多數(shù)操作任務(wù)，是核心部件之一。

這款由復(fù)旦大學(xué)團隊所開發(fā)的多源仿生靈巧手可通過3D打印定制化設(shè)計并一次成型，其中拇指到無名指為仿人手結(jié)構(gòu)，采用柔性關(guān)節(jié)與繩索欠驅(qū)實現(xiàn)輕質(zhì)、柔軟、而靈巧的操作能力，小指為仿章魚觸手結(jié)構(gòu)，能像章魚一樣實現(xiàn)對多種物體的靈巧、連續(xù)彎曲包絡(luò)，同時其指尖嵌入了微型內(nèi)窺鏡，為這只“手”點亮一盞燈，讓它在黑暗狹窄的縫隙中也能“看清”目標(biāo)，實現(xiàn)精準(zhǔn)抓取。比如鑰匙不慎滑落櫥柜窄縫，人手或剛性機械手望塵莫及，正是這只靈巧手大展身手的舞臺。即使?jié)撊胨颅h(huán)境，它也能保持出色的成像能力。

相較于傳統(tǒng)六自由度靈巧手，這款產(chǎn)品還能實現(xiàn)單手握持三個物體的操作，其自由度遠超傳統(tǒng)剛性機械手、甚至人手：不僅手指可靈活左右擺動，大拇指更能完成 180 度旋轉(zhuǎn)，繞至手背側(cè)與 章魚手 結(jié)構(gòu)形成協(xié)同動作。

而在需要穩(wěn)定性的任務(wù)中，它同樣出色。例如打開抽屜時，機械臂主體無需大幅前后移動，僅憑靈巧手的協(xié)調(diào)動作即可完成，保持整體姿態(tài)平穩(wěn)。食指與中指由單電機驅(qū)動，配合默契，可實現(xiàn)耦合的雙向側(cè)擺與抓取動作，無論是需要細膩操作的精密物件還是需要穩(wěn)固握持的重物，都能輕松應(yīng)對。

整只靈巧手的手指與外殼采用防水的變溫柔性材料，通過3D打印技術(shù)一體成型。這不僅賦予了它類生物組織的柔軟與彈性，更讓它擁有遇熱變色的“超能力”，及時提醒用戶“熱手”與“冷手”的風(fēng)險，提升了家庭、醫(yī)療等場合的人機安全保障體驗。

可適配多種人型機器人，單根手指控制在1元以內(nèi)

在傳統(tǒng)機器人領(lǐng)域，實現(xiàn)高自由度動作、多任務(wù)操作，通常需要配備大量驅(qū)動電機和復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致成本高昂、裝配難度大、維護繁瑣。而復(fù)旦研發(fā)的靈巧手僅配置6個電機，且所有電機都集成在手部而沒有涉及機械臂，這意味著靈巧手的產(chǎn)業(yè)化門檻大幅降低。

從成本來看，這款靈巧手采用 3D 打印與模塊化設(shè)計，單根手指本控制在 1 元以內(nèi)，整只手成本在千元級，大幅降低更換難度和成本，用戶在家也可完成自主更換。得益于其標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和高度集成，靈巧手可靈活適配多類型人形機器人、機械臂，可以幫助人形機器人實現(xiàn)“按需搭配”、智能升級。

在家政輔助、醫(yī)療康復(fù)、實驗室輔助、特殊環(huán)境任務(wù)等多個領(lǐng)域，這款靈巧手擁有廣闊應(yīng)用前景。特別是居家服務(wù)場景下，柔性靈巧手可輕松“拿捏”杯子、鑰匙、餐具等易碎且形狀多變的物品，高安全性和自適應(yīng)能力讓老人、孩子也能安心受益于智能機器人帶來的便利；在實驗、醫(yī)療領(lǐng)域，靈巧手能協(xié)助完成精細操作或危險環(huán)境任務(wù)，可以拿取試管、調(diào)配試劑等，提升效率與安全。

該項目得益于智能機器人研究院博士后盧秋潔在靈巧操作、柔性仿生與智能感知領(lǐng)域長期的理論與技術(shù)積累，與甘中學(xué)教授、張壯青年研究員、以及中科大、西湖大學(xué)等團隊通力協(xié)作，研究成員還包括多位研究生與本科生。項目短短三個月內(nèi)從構(gòu)想到樣機落地，實現(xiàn)了材料、結(jié)構(gòu)、控制三位一體的突破。

“這只是開始。希望靈巧手不僅服務(wù)于實驗室，還能真正落地到千家萬戶，被產(chǎn)業(yè)和社會真正需要。”研究院人型項目總工程師劉力政博士表示，未來團隊將持續(xù)優(yōu)化傳感與算法系統(tǒng)，進一步提高靈巧手在動態(tài)環(huán)境下的精細操作能力，探索更多智能感知與人機協(xié)作的新可能。