多維觸覺助力“靈巧手”握軟瓶、擰燈泡

1   為什么需要觸覺傳感器？

在“2025第三屆具身智能機器人產業發展論壇”上，帕西尼感知科技的技術和銷售總監顧宏康先生指出，在具身智能產業中，觸覺是個必選題。物品的纖細、柔軟、易碎、重量不一是機器人作業的一大阻礙。

但是觸覺傳感器是我國的短板。2018年《科技日報》報道35項卡脖子技術中，觸覺傳感器位列其中，我國九成觸覺傳感器依賴進口。

多年來，在帕西尼的努力下，其觸覺傳感器實現了商業化、批量化和成熟性。

2 稀缺的數據模態成為驅動機器人泛化的關鍵要素

AI 智能分為離身智能和具身智能。AI 離身智能部署在云端或線上，例如 DeepSeek、ChatGPT。具身智能更加復雜，一個大模型需要的是數據、算力與算法，多模態的數據集是帕西尼的核心優勢，帕西尼率先提出構建 VTLA（視覺 - 觸覺 - 語言 - 動作）大模型。

3   帕西尼的六維力觸覺傳感器

帕西尼有業內首創的面陣式六維力觸覺傳感器，在指尖大小的區域，有120個單點，可以輸出xyz三個方向的空間力，以及像人的皮膚一樣可以感知溫度、紋理。總之，帕西尼的觸覺傳感器可以輸出xyz三維的力、力矩等15種感知的數據。

好的產品不再是小白鼠，帕西尼產品已批量化、商業化，做到了工業級，符合IP68的標準——防水防塵，并做到300萬次的壽命。而且每年產品會更新迭代，預計2025年第二季度會推出下一代產品，做到工業級1000萬次的壽命。

4   觸覺傳感器的部分分類

主要有壓阻式、電容式、視觸覺、霍爾磁阻（注：帕西尼采用）等方案。

壓阻式應用很廣，例如人們家里的電子秤，會有正向的壓力感知。

電容的觸覺傳感器類似手機的電容屏，有一個正向壓力的感知。

視觸覺與霍爾磁阻的方案可以感知空間力的方向。霍爾磁阻的原理是通過感知空間磁場的變化，用霍爾傳感器做力的檢測。

霍爾磁阻和視觸覺的方案都可以檢測空間的力。帕西尼解決方案的優點在哪里？在于：①尺寸、厚度；②耐久度；③集數據采集、運算、通訊為一體，做到即采即用。

視觸覺的方案類似工業相機，需要二次開發，需要上位機的運算控制，無論是開發時間還是對算力的要求都意味著成本的增加。

帕西尼的觸覺傳感器的采樣頻率做到了1000Hz，正常人的皮膚感知的頻率大概是300~500Hz，可見帕西尼的方案是人皮膚感知的2 倍，通訊頻率做到了200Hz（注：相當于工業級的5 ms），而視觸覺方案普遍在30Hz。

既然基于霍爾磁阻效應，那么動磁、靜磁的磁場，尤其是在工業場景中，對帕西尼的傳感器有沒有影響？帕西尼產品做到了耐受3800高斯強磁，具備了強磁接觸與非接觸的抗磁能力。

同時帕西尼的軟硬結合, 提供Vision可視化界面，用于客戶的二次集成與調試。可視化的界面包含了面陣列矩陣的單點數據，同時整個表面的應力集成，可以感知觸覺、壓覺、力覺、滑覺等人體所需的15 種觸覺信號。

5   應用案例

“觸覺傳感器+ 電動夾爪”是一對很好的咖啡與伴侶。有了帕西尼觸覺傳感器，有望實現精確的力控，例如夾薯片、夾紙片，這在工業與生活場景有很多借鑒意義。

帕西尼的Diffusion擴散模型有如下特點。

1）動作的規劃與生成

例如人現在有點口渴，想喝水，喝水時握瓶子的姿勢，每個人有不同的方式，對于機器人也是一樣，要選擇哪一種手勢去握瓶子？選擇哪一種方式去喝水？都得去選擇、生成。Diffusion-drive擴散模型可以生成動作的最優解，第二，生成最優解的連續動作序列。

2）力反饋與優化

礦泉水瓶子很柔軟，當大力捏合的時候會讓瓶子變形，使水溢出。接觸前，可按照設定的目標控制軌跡去執行；接觸之后，再通過觸覺做全閉環的控制。

3）虛擬仿真與重建

帕西尼有大量的訓練，除了遙操視頻，還有sim仿真環境。就像電動汽車一樣，現在全球可能有數千萬輛車在跑，這樣才能有大量的數據，但目前沒有數千萬臺的機器人在全球部署，因此數據需要在sim的仿真環境下面，這也是Diffusion擴散模型的很好的應用機會。同時它具有動態學習與適應性，提高了在各種環境下的強適應性、魯棒性。基于Diffusion擴散模型，實現了觸覺視覺為一體的多觸覺靈巧手方案。

實際場景分三步走。第一步，帕西尼觸覺靈巧手通過掌心的手眼相機，識別物體的位置+ 姿態。第二步，從深度模型提取出最優解，例如喝水，這個瓶子應該怎么抓、捏？然后生成連續的抓捏取的動作序列。第三步，運控工程師去執行動作，并分接觸前、接觸后。當接觸到瓶子之后，通過觸覺傳感器做定位控制，做一個全閉環的力控。

帕西尼推出了業內首創的視覺觸覺雙模態的13個自由度靈巧手。

基于視覺觸覺雙模態的控制架構，帕西尼提出了PX-Core（視觸覺雙模態模型的控制架構），包含感知算法與運動控制能力。

視覺觸覺高自由度靈巧手究竟高在何處？

●   擰燈泡。擰燈泡是一個靠手感的工作，手感就來自于觸感。

●   旋鈕。不管在生活場景，還是在工業場景，有很多需要旋蓋/ 擰蓋的設備，有大量的應用機會。

用帕西尼靈巧手做了哪些具體落地的事情？

●   無序抓取。諸如日常所見的掃碼槍、生雞蛋、水杯、布匹（柔軟、纖細）。

同時工業是經濟的血脈，帕西尼在工業的布局——工業制造最后一公里，在做貼標、掃碼的工作。

6   小結

第一，稀缺數據模態是機器人泛化的要素。

第二，帕西尼率先提出并構建了VTLA（視覺- 觸覺-語言- 動作）大模型，在VL 的基礎上加入了觸覺。

第三，基于多模態的 VTLA大模型，率先提出了PX-Core（視覺觸覺雙模態模型的控制架構）。

（本文來源于《EEPW》202505）