在机器人与人类协作日益紧密的今天，赋予机器人类人般的灵活操作能力已成为产业界和学术界的共同焦点。中科硅纪通过持续的具身智能算法创新，突破了机器人“能用”和“会用”工具的关键技术壁垒，有效解决了传统灵巧手机器人在数据集稀缺、手-物接触关系模糊、对人工数据标注高度依赖以及系统效率低下等方面的固有局限。这一创新方案在泛化能力、安全性、实用性和可靠性等方面均实现突破，为降低部署成本、提升适应性开创了新的技术路径。
中科硅纪创始团队十多年来专注于机器人“上肢”能力的技术突破，在国内最早系统性开展“灵巧手+人工智能”和腱绳驱动灵巧手研究。公司成立不到一年，凭借创始团队多年的深厚技术积累迅速崭露头角，已构建起“算法-部件-整机-应用”的完整技术体系，自主研发的“Casia Hand系列仿人灵巧手及具身智能机器人系统”获得海内外权威认可，先后获"第49届日内瓦国际发明展金奖"和“ISTA全球创新与发明奖“，连续被央视新闻联播、央视财经频道等重要媒体报道。这些成就不仅标志着团队成功实现从实验室到产业化的关键跨越，更打造出成熟完备的类人灵巧操作整体解决方案，为解决机器人领域的“最后一公里”难题开辟新途径，推动机器人操作能力向人类水平迈进，展现出卓越的技术实力和广阔的市场前景。
让机器人更懂人类：突破物体交接的智能边界
中科硅纪创始团队近期在类人灵巧操作具身智能领域取得重要突破，研究团队针对现有灵巧手机器人在物体交接过程中对人类动态行为适应性不足的问题，创新性地提出了一个包含跟随、抓取和响应三个核心模块的方法框架。该框架通过高帧率RGB-D相机实现实时视觉感知，该方法在保留对多样物体抓取泛化能力的基础上，实现了系统的闭环运行，显著提升了机器人的适应性。
相关研究成果《Reactive Human-to-Robot Dexterous Handovers for Anthropomorphic Hand》已发表于机器人学顶级期刊IEEE Transactions on Robotics (T-RO)。这是该团队继去年6月发表机器人功能抓取研究后的又一重要突破，凸显了团队在通用类人灵巧操作具身智能领域的研发实力。
图1 灵巧手机器人的响应式物体交接方法框架
在实验验证阶段，该方法框架展现出卓越性能。系统在1000个未知物体的交接任务中实现了80.67%的成功率，将执行时间从传统方法的16.28秒显著缩短至6.85秒。特别值得注意的是，抓取网络仅在仿真环境合成的数据集上进行训练，便能泛化至现实场景中的新物体。在面对复杂或不常见的传递姿势时，机器人能够灵活选择适宜的抓取模态，充分体现了方法框架的泛化能力。
图2各种交接物体
图3人-机物体交接
图4物体交接中的多样传递姿势
赋予机器人灵活使用工具的能力：迈向真正的智能操作
“使用工具”是人类智慧最重要的表现形式之一，从家庭日常用品的使用、到工厂各种生产工具的操作、到空间站在轨维护工具的应用，人类已离不开各式各样的工具。像人一样使用工具是人类期望机器人能具有的通用灵巧操作能力之一，将深刻影响人类的生产和生活方式。
中科硅纪创始团队通过借鉴人类使用工具的功能性抓取方式，提出了基于精细化手-物接触表示的仿人灵巧手功能性抓取方法，通过少量的人类工具使用的示教数据学习，实现多种构型灵巧手对多样化工具的功能性抓取操作。相关研究Learning Human-like Functional Grasping for Multi-finger Hands from Few Demonstrations，在线发表于机器人领域顶级期刊IEEE Transactions on Robotics （TRO）。
图5. 人类使用工具VS灵巧手使用工具
团队还建立了灵巧手功能性抓取的大规模数据集，包含 40 类共 2500 个常见工具（物体）的超过 37500个灵巧手功能性抓取标注，支持多种构型灵巧手的包括Tool-use Grasp、Human-to-robot Handover Grasp、Pickup Grasp等工具使用操作任务的功能性抓取。
图6. 灵巧手功能性抓取数据集
聚焦包括工具使用在内的类人灵巧操作能力，该研究成果为机器人像人一样自主使用工具能力的突破提供了强有力的具身智能算法支撑。
核心技术优势：从实验室创新到产业化突破
中科硅纪作为中科院自动化所多模态人工智能系统全国重点实验室孵化的创新企业，核心竞争力源于其在类人灵巧操作具身智能领域的深厚积累。团队以王鹏研究员为代表，汇聚20余名科研精英，构建了从算法到机构、从软件到应用的完整技术体系。团队开创性地提出DexFG框架，在感知层面实现单视角快速重建物体模型和功能部位识别，在规划层面通过DexFG-Net生成任务导向的抓取策略，在执行层面完成精细的手物接触建模和实时轨迹调整。
目前市面上的机器人要么使用结构简单但功能有限的双指夹持器，要么采用灵活度高但控制复杂、成本高昂的多指机械手，难以满足产业需求。中科院自动化所在具身智能领域的创新性解决方案，通过深度学习算法让机器人能够“看懂”物体功能特征并生成抓取策略，不依赖昂贵传感器和复杂力反馈控制，有望显著降低系统复杂度和成本。
基于物体交接和工具使用的突破性成果，团队完成了从实验室到产业化的关键跨越,建立了软硬结合的通用类人灵巧操作机器人技术体系，研发了“Casia Hand系列仿人灵巧手及机器人系统”，主要包括Casia Hand-H类人自由度灵巧手、Casia Hand-L通用型灵巧手和Casia Hand-S高速自适应灵巧手，以及面向不同应用场景的“无忧”服务机器人、“无畏”特种机器人和“无际”工业机器人等整机产品。
图11.零部件+整机：Casia Hand系列灵巧手及通用灵巧操作机器人
在工业制造中，通用类人灵巧操作机器人有望适应多品种生产，提升生产线的柔性化水平和生产效率。在3C电子制造领域，精细化的手物接触建模和实时轨迹优化技术有望实现精密零部件的柔性装配。物流仓储方面，具备通用抓取能力的机器人有望突破传统自动化系统的局限，实现各类商品的灵活拣选。
在服务机器人和特种装备领域，具身智能的应用潜力更为广阔。从家庭服务、餐饮服务到医疗康复，再到极端环境作业，先进的算法使得即使相对普通的硬件平台也有可能操作任务，这将加速高性能机器人的普及应用。
具身智能引领机器人变革：驱动千亿级市场增长
具身智能正在重构机器人产业的技术路径和应用边界。市场预测显示，到2025年，协作机器人市场规模将达150亿美元，其中灵巧抓取与操作占比超40%；服务机器人市场规模预计突破500亿美元，具备灵活操作能力的产品将成为主要增长引擎。
从技术创新到市场应用的发展轨迹表明，以中科硅纪为代表的具身智能企业正以扎实的技术积累推动行业深刻变革,类人灵巧操作具身智能技术与快速增长的市场需求高度契合，将在多个领域展现应用价值。
在全球机器人技术竞争日益激烈的背景下，掌握核心算法、构建技术壁垒的创新企业，必将在这场产业变革中占据先机，推动具身智能产业持续蓬勃发展。
