一只重量約700克的機器人手，可以握住剪刀，連續(xù)完成開合；也可以在不放下工具的情況下，通過手指之間的配合調(diào)整物體的位置和姿態(tài)；當手指接觸物體時，它還能感知受力變化。

這只手名為MIDAS Hand，是由加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）機器人與機構(gòu)實驗室 RoMeLa于近日發(fā)布的全開源靈巧手項目。MIDAS Hand采用低阻抗直驅(qū)結(jié)構(gòu)，并從設(shè)計初期就集成觸覺傳感器。

更關(guān)鍵的是，它不是一臺只能展示的封閉樣機。

其BOM成本約為3000 美元。熟悉流程后，可以在3小時左右完成裝配。機械結(jié)構(gòu)、零部件清單、3D打印文件、裝配文檔、控制 API、MuJoCo仿真模型、遙操作和動作重定向工具鏈，均已開放。

項目網(wǎng)站：https://midas-hand.com/

Github:https://github.com/midas-hand-org

這意味著，MIDAS Hand不只提供了一只會動、能感知的靈巧手，也試圖降低觸覺靈巧手的復(fù)現(xiàn)和使用門檻。

01.

一只原生帶觸覺的直驅(qū)靈巧手

MIDAS Hand采用四指擬人化結(jié)構(gòu)，共有16 個自由度，其中13個為主動自由度，3個為被動自由度。整手尺寸為 205×120×55毫米，重量約700 克，接近人手。

MIDAS Hand 核心參數(shù)

它最核心的差異，是把觸覺感知直接放進硬件底層。

MIDAS Hand集成帕西尼觸覺傳感器，共包含283個三軸觸覺單元，當前主要分布在指尖位置。這意味著，機器人不僅能夠知道手指移動到了哪里，也能感知接觸是否發(fā)生、受力方向如何變化。

這對靈巧操作很重要。拿起紙杯、旋轉(zhuǎn)物體、捏住工具，都不能只依靠攝像頭和關(guān)節(jié)位置判斷。物體是否滑移、抓取力度是否合適、接觸狀態(tài)是否穩(wěn)定，都需要觸覺補充。

另一個關(guān)鍵點是驅(qū)動方式。

MIDAS Hand 采用非繩驅(qū)、低阻抗直驅(qū)結(jié)構(gòu)。與部分繩驅(qū)靈巧手相比，它減少了繩索張緊、傳動標定和后期維護等環(huán)節(jié)，也具備一定反驅(qū)特性。對于需要反復(fù)調(diào)試、接觸豐富操作和力控制研究的實驗室，這種結(jié)構(gòu)更加直接，也更容易維護。

根據(jù)項目方資料，MIDAS Hand已完成超過10000 次手指開合測試。團隊還展示了硬件一致性和穩(wěn)定性的重復(fù)性測試。

對一套剛剛發(fā)布的開源硬件而言，這不意味著它已經(jīng)解決了所有穩(wěn)定性問題。但至少說明，它開始具備進入持續(xù)實驗的基礎(chǔ)。

02.

從抓取到遙操作，MIDAS Hand可以做到什么？

一套科研硬件有沒有價值，最終要看它能否進入實驗。

MIDAS Hand官網(wǎng)已經(jīng)展示多類Demo，覆蓋靈巧操作、觸覺響應(yīng)、視覺遙操作、動作重定向、重復(fù)性測試和MuJoCo仿真。

其中，最直觀的一項是操作剪刀。

MIDAS Hand 可以握住剪刀，并通過多根手指之間的配合連續(xù)完成開合。相比單純抓住一個物體，剪刀操作更考驗手指之間的協(xié)同。靈巧手不僅需要穩(wěn)定握住工具，還要持續(xù)控制動作幅度。

連續(xù)任務(wù)執(zhí)行也完全hold住。

MIDAS Hand 被安裝在機械臂末端，圍繞真實桌面環(huán)境中的物體完成連續(xù)操作。這個過程中，靈巧手不再只執(zhí)行一個孤立動作，而是需要與機械臂配合，在不同接觸狀態(tài)之間持續(xù)切換。

這也意味著，MIDAS Hand的用途不只局限于單項硬件測試。它已經(jīng)開始進入機械臂協(xié)同操作、策略驗證和連續(xù)任務(wù)實驗。

在觸覺演示中，當手指接觸物體時，屏幕會同步顯示觸覺陣列的響應(yīng)和受力變化。

在遙操作場景中，系統(tǒng)可以識別人手動作，再將關(guān)鍵點映射到 MIDAS Hand。對機器人學(xué)習(xí)研究而言，這意味著實驗室可以圍繞手部動作重定向、模仿學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)采集開展進一步實驗。

項目還開放了 MuJoCo 仿真模型和硬件同步視圖。研究團隊可以先在仿真環(huán)境中測試控制策略，再逐步遷移到真實硬件。

從第三方視角看，MIDAS Hand 現(xiàn)階段最值得關(guān)注的，并不是某一個抓取動作有多炫。它真正有價值的地方，是試圖把“觸覺—遙操作—仿真—真實控制”放進同一套可復(fù)現(xiàn)平臺。

03.

開源文件之外，實現(xiàn)真正復(fù)現(xiàn)

開源文件只是起點。能夠被其他實驗室真正復(fù)現(xiàn)，才是一套科研平臺的門檻。

對研究團隊而言，難點往往不是下載CAD，而是如何采購合適的電機和傳感器，完成打印、裝配和標定，再將硬件接入現(xiàn)有機械臂與軟件環(huán)境。

MIDAS Hand正在嘗試把這條路徑補齊。

目前，MIDAS Hand已與帕西尼和Dynamixel合作推出配套套裝。其中，ROBOTIS 官方商城已經(jīng)上線MIDAS Hand Bundle，提供DYNAMIXEL電機和相關(guān)配件套裝。帕西尼也推出了對應(yīng)的觸覺傳感器套裝。前者解決驅(qū)動系統(tǒng)和核心配件采購問題，后者解決觸覺傳感器選型、結(jié)構(gòu)適配和感知接入問題。

官方頁面顯示，Dynamixel套裝售價為2557.26 美元，包含13個XM335-T323-T電機、1套Starter Kit和線纜。

需要說明的是，這不是一只已經(jīng)組裝完成的成品手。3D打印件、部分裝配硬件、工具和項目材料，仍需另行準備。

帕西尼觸覺套件的意義，也不只是增加一個采購鏈接。

過去，實驗室即使能夠搭建一只開源靈巧手，也常常需要自行篩選觸覺傳感器，重新設(shè)計安裝結(jié)構(gòu)，再完成標定和接口適配。MIDAS Hand則從一開始就將觸覺納入整機設(shè)計。

在軟件和硬件文檔方面，項目方計劃繼續(xù)補充完整 BOM、CAD 文件、裝配視頻、傳感器安裝與標定說明、常見機械臂末端轉(zhuǎn)接件，以及適配拓竹等常用3D打印機的推薦打印配置。

MIDAS Hand 不只是在開放一套文件。它也在嘗試讓一款帶觸覺的靈巧手，真正沿著說明書被搭建出來。

04.

下一代LEAP Hand？

在開源靈巧手領(lǐng)域，LEAP Hand 是一個重要參照系。它在2023 年發(fā)布，核心價值不是追求最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而是將靈巧手從昂貴、封閉的專用設(shè)備，變成實驗室可以自行組裝的機器人學(xué)習(xí)工具。

MIDAS Hand延續(xù)了這條低門檻路線，但進一步把觸覺感知放進底層。

根據(jù)項目方提供的對比口徑，相比第一代 LEAP Hand，MIDAS Hand在關(guān)節(jié)驅(qū)動扭矩不降低的情況下整體尺寸約縮40%，更接近人手。

緊湊的尺寸，意味著它更容易與機械臂、遙操作系統(tǒng)和機器人學(xué)習(xí)平臺集成。原生集成的觸覺傳感器，則讓它更適合多模態(tài)感知、觸覺智能和接觸豐富型操作等研究方向。

部署門檻也是 MIDAS Hand 想解決的問題。

很多實驗室已經(jīng)擁有現(xiàn)成的 6 自由度或 7 自由度機械臂，卻仍然缺少成本可控、容易適配的靈巧手末端執(zhí)行器。MIDAS Hand 采用非繩驅(qū)、低阻抗的關(guān)節(jié)驅(qū)動布局。它的結(jié)構(gòu)，電機，電控等全部集成在手部空間內(nèi)，無需占用小臂空間。通常情況下，只需要針對機械臂末端設(shè)計一個3D打印轉(zhuǎn)接件，就可以完成安裝適配。

成本也進一步壓低。MIDAS Hand的BOM 成本約為 3000 美元。作為補充參照，ORCA Hand 同樣是一款面向靈巧操作研究的開源靈巧手平臺，并提供觸覺版本，其成本約為 6000-9000美元。

對于經(jīng)費有限，但希望開展靈巧操作、遙操作、觸覺感知和數(shù)據(jù)采集研究的實驗室而言，MIDAS Hand 提供了一個門檻更低的選擇。

05.

從一只手，走向一套開放平臺

當然，MIDAS Hand仍處于早期階段。

當前版本采用四指結(jié)構(gòu)，觸覺傳感器也主要集中在指尖。對于基礎(chǔ)接觸感知和抓取實驗，這套方案已經(jīng)能夠工作。

但如果要進一步支持滑移檢測、包絡(luò)抓取和更復(fù)雜的接觸狀態(tài)識別，未來版本的觸覺覆蓋將向指腹和掌心延伸，五指版本也在團隊的考慮范圍內(nèi)。

與此同時，項目方透露，將繼續(xù)完善耐久性測試、電機動態(tài)特性標定、裝配文檔、標定流程和軟件工具鏈。團隊還計劃推出適配 MIDAS Hand 的外骨骼式數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于收集更高質(zhì)量的多模態(tài)靈巧操作數(shù)據(jù)。

圍繞開源硬件設(shè)計、系統(tǒng)集成和基準測試，相關(guān)論文也計劃投稿至 2027年ICRA等機器人會議。目前，項目已與UCLA 內(nèi)部多間實驗室、UC Berkeley BAIR Lab、NVIDIA GEAR Lab、京都工藝纖維大學(xué)等建立聯(lián)系或展開初步溝通。

這些動作都指向同一件事。MIDAS Hand 想做的，不只是一只能夠運行 Demo 的靈巧手，而是一套可以持續(xù)復(fù)現(xiàn)、修改和擴展的開放平臺。

在靈巧操作研究中，這可能比單純增加幾個自由度更重要。