机器人穿针引线的核心技术(智能抓取大解析)

张延柏

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张延柏近照，AI修饰生成素描画

不久前，我们团队研发的灵巧手完成了一项极具挑战的操作——“穿针引线”。机械指尖稳定地捏住细线，缓缓对准针眼，最终将线顺利穿过。对人类来说，这是一个简单的日常动作，但对机器人而言，完成这样的操作并不容易。

作为一家专注于具身智能灵巧操作解决方案的企业，我们研究灵巧手是在六七年前。那时我们意识到，无论是家务劳动，还是写作办公，人类日常生活中的动作，很大程度上依赖于一双手，几乎所有复杂任务，最终都要落在双手的操作上。因此，我们希望打造一个平台，让机器人也能具备类似人类的操作能力，去完成千变万化的任务。

“穿针引线”正是检验这一能力的典型场景。这个动作整体可分为“捏”和“穿”两个关键过程。“捏”是一个持续动作，要求稳定，既要夹住细线，又不能用力过大；“穿”是一个执行动作，要求精准，要在极小的空间内完成对齐，两者各有各的难度。尤其是线具有柔软、轻盈的特点，在运动过程中极易偏移甚至滑脱，对机器的感知与控制能力提出了极高要求。

要让灵巧手像人类一样动作，教会它如何“轻一点”比如何“用力一点”要难上许多。我们曾开玩笑说，教机器人“轻一点”，就像学开手动挡汽车控制离合，要找到那种“若即若离”的感觉。为此，我们花了几个月时间反复调试，从传感器反馈到控制算法，一点点逼近这种“手感”。

在技术上，我们做了多方面探索。首先通过高自由度的设计，让手指能做各个方向的运动，搓捻式地捏住细线；其次是让手臂到手指都具备亚毫米级高精度操作能力，确保灵巧手能够稳定、精确地操作细线与针；再配合触觉传感器与视觉系统，通过融合算法，对位置、姿态、力度等进行实时调整，完成穿针这一精细操作。

这不仅仅是一个演示。灵巧手作为最关键的末端执行器，决定了机器人能否具有像人类一样的操作能力。在具身智能领域，它可以让机器人具备解决实际问题的能力；在工业场景中，可以用于柔性制造、精密装配，替代重复甚至危险的人工操作；在科研领域，也为力控算法和新型材料的研究提供了重要载体。

也许在不远的将来，机器人不仅能完成“穿针引线”，还能完成更多需要“手感”的工作。对我们来说，这双不断进化的机械手，同样是通向未来的一把钥匙。

(作者为灵心巧手(北京)科技有限公司联合创始人，本报记者李君强采访整理)

《 人民日报 》( 2026年03月31日 18 版)