当机器人拥有一双巧手，世界将会怎样？

“机器人研发真正的挑战在于硬件设计，尤其是手和前臂的复杂工程难题。”

这句看似简单的判断，却精准道破了人形机器人发展至今极为核心的一个瓶颈——拥有一双能够像人类一样灵活操作的“手”，远比让机器人学会走路、跑步要困难得多。

诚然，让机器人稳定行走已属不易，但要让它真正进入真实的生活场景，完成端茶倒水、操作工具、精细装配等任务，灵巧手就成为不可或缺的关键。这不仅是技术上的挑战，更是机器人能否从演示走向实用的分水岭。

值得期待的是，随着材料、传感与控制技术的突破，一双双能穿针引线、拿鸡蛋、弹古筝、冲咖啡的灵巧手，在不久前的WAIC（世界人工智能大会）和WRC（世界机器人大赛）上惊喜亮相，并加速走进日常生活。

今天，让我们走进灵巧手的创新世界，看看这双正在成长的“手”，将怎样改变我们的生活，延伸人类的能力边界。

一双巧手，是怎样“炼”成的？

手是进化赋予人类最大的优势之一，它由27块骨骼、29个关节和上百条肌肉、韧带协同构成，既可以完成捏起一枚绣花针的精细动作，也能承担数十公斤的重物搬运。

当我们期待机器人真正走进人类的日常时，同样离不开一双灵巧的“手”。足让机器人得以行走、跳跃，但只有双手，才能让它真正操作工具、与环境更好地交互。可以说，灵巧手是人形机器人真正实现落地、服务于人的“最后一公里”。有数据显示，从长远来看，灵巧手预计占人形机器人全成本比重的20%-30%，仅次于身体执行，是最重要的硬件之一。

灵巧手最核心的部分在于它的机械和结构设计，可分为结构形式、驱动方式、传动方式、感知方式和材料等多方面。当前，灵巧手行业还未形成统一的技术标准，多家技术路线并存，对于哪一种技术路线更有优势尚无定论，这种“百家争鸣”的局面，尤其体现在最关键的三大部件上——驱动方式、传动方式和传感器。

数据来源：Shadow Robot正式，Robotics and Computer-integrated Manufacturing，东吴证券研究所

驱动方式：“肌肉”怎么练？

驱动系统是灵巧手的“肌肉”，相当于人体中为手部提供动力的肌肉组织，直接决定了灵巧手的性能上限和实际应用潜力。目前主流的驱动方式主要包括电机驱动、液压驱动、气压驱动和形状记忆合金驱动四种。其中，电机驱动凭借体积小、响应快、控制方便、稳定性高和精度优良等综合优势，已成为产业应用中最主流的选择。

三种常用的灵巧手电机：

空心杯电机：具备超轻量化设计，最新直径可以到3-4mm，且转速快，能量利用率普遍在75%-90%，可以更好地满足灵巧手对高功率密度、高动态响应的需求，是当前灵巧手电驱方案的主要选择。

直流无刷电机：保留了完整电机结构，性能强调控制精度，多用于通用工业自动化。

无框力矩电机：设计特殊，仅保留核心部件，追求高扭矩密度，适配高集成度机器人。

传动方式：“筋骨”如何连？

传动系统是灵巧手中的“韧带与骨骼”，不仅负责传递动力，还起到支撑结构的作用。随着灵巧手向高承载、高精度的方向发展，传动技术正经历从单一模式向复合系统的范式转移。灵巧手的传动方案包括连杆传动、腱绳传动、齿轮/蜗轮蜗杆传动等，当下最主流的方式是腱绳传动方案以及“腱绳+”的复合传动方案。

事实上，早期的多指灵巧手大多采用连杆传动方案，这种方案采用多个连杆结构串并联混合使用，通过电机结合减速装置进行减速，再使用连杆结构将动力传递至手指，优点是刚度大，能够抓取大型的物体且结构设计紧凑，缺点是传动结构非常复杂，拟人化程度低，灵活度不足。

为了做到更灵活、更省空间，腱绳传动方案应运而生，其在一定程度上模拟了人手的肌腱结构，提升了抓取的速度的同时，也可以实现模拟人手的柔性控制，适合空间狭小且需要驱动自由度数目较多的传动场合。

灵心巧手是国内唯一一家有能力同时商业化量产连杆结构和腱绳结构灵巧手的公司，其科研版Linker Hand采用的就是“腱绳+连杆”方案，自由度达42个，每根手指都能独立实现9个自由度的运动控制，并配备360度自由旋转的全驱设计，不仅能完成转笔、盘核桃等高难度动作，还有超越人类手指极限的5kg负载能力。

传感器：“触觉”从哪来？

传感器是灵巧手的“皮肤”和“神经系统”，它不仅赋予机器人感知外部环境的能力，还为其精细操作提供了关键信息支撑。

灵巧手所使用的传感器可分为内部和外部两大类：内部传感器主要用于监测手部自身的状态，如通过运动传感器和力传感器实时获取关节角度、位置及运动动态，确保动作的稳定与精准；外部传感器则包括接近传感器和触觉传感器，用于识别目标物体的位置、形状及受力情况，使灵巧手能够自适应地完成抓取、操控等复杂任务。两类传感器协同工作，共同构成了灵巧手与物理世界交互的感知基础。

当前，触觉传感器已成为灵巧手标配，但技术实现各有侧重。比如，帕西尼DexH13创新性地融合多维触觉与AI视觉双模态，搭载1140颗ITPU触觉传感单元，提升复杂场景下的感知精度；智元的灵巧手则集成了基于MEMS的触觉传感器和视觉传感器，可以感知物体的形状、材质，甚至温度。

图片来源：智元机器人视频号截图

三类玩家，三种破局思路

尽管当下灵巧手的技术路线尚未收敛，但市场却越来越热闹，中商产业研究院数据显示，2024年全球机器人灵巧手市场规模为17亿美元，预计到2030年将突破30亿美元。

面对百亿市场，各路玩家如雨后春笋般持续涌入，根据自己的技术特长和市场方向，寻找着合适的落地场景。这些玩家大体可分为三类：

第一类是“本体自研派”，即下游整机厂向上布局，代表企业有宇树、智元、魔法原子、星动纪元、优必选、傅利叶、众擎、灵初智能等。这类玩家主要以人形机器人整机研发为核心，将灵巧手作为整机系统的核心部件同步开发，它们更强调灵巧手与自家机器人在运动控制、感知融合上的深度耦合，以实现更高效、更精准的协同操作。

例如，星动纪元的XHAND1在其Q5、L7机器人上胜任多任务；今年4月宇树科技推出的Unitree Dex5单手拥有20个自由度，支持柔顺丝滑的反向驱动，并搭载94个灵敏触点，从宇树的展示中可以看到，搭载Dex5的人形机器人H1对于打扑克、转魔方、翻书等高精度动作都不在话下。

第二类是“垂直新势力”，这类玩家专注灵巧手单品研发与生产，根据细分市场需求，推出针对性的产品，注重产品的技术创新与场景适配性，代表企业有灵心巧手、灵巧智能、中科硅纪等。这些垂直厂商推出了多项行业标杆产品，部分企业在细分领域形成了一定的技术壁垒与市场竞争力。

例如灵心巧手的Linker Hand系列高自由度版本聚焦科研教育领域，为高校与研究机构提供了先进的科研工具，用于机器人运动控制、感知算法等领域的研究；低自由度版本则拓展至美妆、康养等轻量化领域。

第三类玩家是“跨界入局者”，即上游零部件厂商向下拓展，他们凭借在核心零部件领域的技术积累与生产能力，横向切入灵巧手市场，为整机厂提供性价比高的灵巧手产品或核心模组，代表企业有兆威机电、速腾聚创、雷赛智能等。

比如激光雷达领域的头部玩家速腾聚创早在2024年就发布了第一代灵巧手，并在2025年初正式推出第二代灵巧手Papert2.0；在步进电机、伺服电机等领域具有较强技术实力的雷赛智能通过将电机技术与灵巧手设计相结合，推出了适用于工业抓取、搬运等场景的灵巧手产品。

新老玩家的持续竞逐，不断推动着灵巧手行业的技术迭代，加速着灵巧手产业化的进程。整体来看，有几个明显趋势：

首先是自由度持续提升。“最像人手”向来是灵巧手研发的长期目标，早期灵巧手通常在6个左右，现阶段主流产品已普遍提升至12-20个自由度，越来越接近人手的自由度数量，甚至灵心巧手的Linker Hand L30科研版配备了42个自由度，远高于真实人手。但自由度的提高也意味着控制难度的增大，企业们不再单纯追求数量，越来越注重自由度的有效分配与协同控制，让每根手指既能独立运动，又能默契配合。

其次是轻量化、微型化已成为国内企业主要的创新方向。灵巧手早期国际产品，如Shadow Dexterous Hand（标准版）尺寸接近成年男子手掌的2倍，更适配重型机械臂，随着人形机器人的火热，更需要轻量化、灵活性高的灵巧手，企业们也不断做出有针对性的突破，比如宇树的Dex5-1P、灵心巧手的Linker Hand O6、灵巧智能的DexHand 021、雷赛智能的DH2015等均将重量控制到了1kg以内。

图片来源：灵心巧手视频号截图

再次，智能化成了灵巧手不得不攻克的难题。当下，灵巧手无论是在视觉数据、精准行为数据还是触觉数据上都相对匮乏，实现真正的大模型驱动依旧任重而道远。当然，企业们也都在智能化上不断发力：比如大寰机器人的灵巧手训练模式采用基于触觉、关节位置、电机位置等数据的强化学习方式，有助于在短时间内训练出可用的控制策略；帕西尼正式启用了数据采集工厂，采集的数据将自己训练或售卖；自变量机器人用自研的端到端大模型实现了20自由度灵巧手的自主操作等。

可以预见，未来几年将是灵巧手从“技术验证”迈向“场景深耕”的关键阶段。

这些场景，灵巧手正在“大显身手”

与此同时，灵巧手的应用场景也正从传统领域向新兴领域不断拓展，在工业制造、医疗康复、生活服务等各行业掀起一场场“操作浪潮”。

工业制造领域，灵巧手打破了传统机械臂“刚性生产”的局限，让生产线真正实现了 “柔性智造”的升级。比如，多家新能源车企将灵巧手应用于电池生产线，新能源电池的组装需要做到“轻拿轻放、精准堆叠”，灵巧手能以极高地精度将电芯堆叠成组，且每片电芯的压力误差不超过2牛顿，有效避免了电芯变形导致的安全隐患。

医疗康复领域，灵巧手成为医生的“第三只手”，在手术、康复、假肢三大方向为患者带来希望。比如，搭载多维触觉传感器的医疗灵巧手能确保手术精度达到0.1毫米，甚至比医生亲自持械所达到的精度更高；搭载灵巧手的康复机器人能为康复患者提供个性化的康复训练方案，帮助患者逐步恢复神经功能与手部运动能力；基于高自由度灵巧手的仿生假肢不仅能实现拧瓶盖、系鞋带等精细化操作，还能通过触觉传感器反馈信号，让患者真实感受到“触觉”。

生活服务领域，灵巧手正在走进日常，成为贴心的“家务助手”和“服务帮手”。比如在居家养老方面的应用，通过灵巧手的高精度操作，协助老人穿衣、喂食、服药等，提高老人的生活质量；在餐饮酒店，配备高自由度的灵巧手不仅能完成菜品制作、配送等服务，还能帮客人整理行李、冲泡咖啡等。

此外，在一些高危、极端的场景中，灵巧手也展现出不可替代的价值，成为人类生命的“守护者”。比如在排爆现场，灵巧手能灵活地拆除外壳，切断引爆线路，并将爆炸物转移到防爆罐中；在地震救援中，灵巧手能搬开更重的障碍物并用指尖传感器探测幸存者的呼吸与体温，甚至能将营养液递送到幸存者手中。

灵巧手的发展，正悄然重塑着我们与机器协作的边界。从精密工厂到手术台前，从温馨家居到危急现场，这双日益灵巧的“手”已不再是冰冷的机械，而是逐渐成为人类能力的自然延伸。

虽然灵巧手的前路或许仍面临成本、可靠性等挑战，但AI技术的发展非常值得期待——未来，变得更加“聪明”的灵巧手将不再局限于执行指令，而是能够理解意图、自主学习，真正成为人类的智能伙伴。

当机器拥有了触觉，当算法学会了手感，我们与技术的共生关系也将进入新的阶段。灵巧手的进化，不仅是技术能力的突破，更是人类探索世界、改善生活的又一座里程碑。这双正在成长的“手”，终将帮助我们触及更远的未来。

免责声明

游乐网为非赢利性网站，所展示的游戏/软件/文章内容均来自于互联网或第三方用户上传分享，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容，请联系youleyoucom@outlook.com。

同类文章