斯坦福3年沒成？麻省理工破局，機器人裝“大腦”，縫心臟不傷人

哈嘍，大家好，我是小睿，你肯定見過工廠里的機械臂，夾重物穩(wěn)得很，可讓它拿串葡萄就慌了神，要么捏碎，要么掉地上，

醫(yī)院里的手術機器人更謹慎，離人體組織還有幾毫米就不敢動，生怕碰壞血管。

這不是機器人笨，是老難題沒解決，剛性機器人精確但破壞力強，只能“躲著走”，軟體機器人軟乎乎安全，可渾身能彎能扭，根本沒法精確控制。

直到麻省理工學院的團隊拿出新招，給軟體機器人裝了套“安全大腦”，這下連人體組織都敢放心碰了。

之前的軟體機器人，全靠材料“被動保命”，比如用硅膠做的機械臂，就算撞上人也疼不到哪去，但干活全憑“手感”，2022年有家公司做過測試，讓軟體機械臂給雞蛋包膜，結果30個雞蛋碎了18個，要么力氣小了包不上，要么一使勁就捏破。

剛性機器人剛好反過來，汽車廠的焊接機械臂定位精度能到0.1毫米，可要是旁邊有人靠近，立馬停機。去年東莞有家電子廠，工人不小心碰到機械臂，雖然機器及時停了，但還是被撞得骨折，這就是“絕對避免接觸”的弊端。

麻省理工計算機科學與人工智能實驗室的團隊，2024年底在《IEEE機器人與自動化快報》上發(fā)了研究，直接破了這個死結。

他們給軟體機器人加了套“接觸感知安全”系統(tǒng)，簡單說就是讓機器人知道“多大勁算安全”，既能抓穩(wěn)東西，又不會弄傷對象。

之前業(yè)內(nèi)最牛的斯坦福團隊，花了3年做類似研究，最后機器人還是只能抓泡沫塊，碰到葡萄這種帶點韌性的就歇菜。

麻省理工的機器人卻能直接給西蘭花包保鮮膜，還能捏著葡萄藤把葡萄剪下來，全程沒掉一顆。

這套系統(tǒng)的核心，說通俗點就是給機器人配了個“智能教練”，里面有兩個關鍵部分，一個管“往哪走”，一個管“別撞著”。

管“往哪走”的叫高階控制李雅普諾夫函數(shù)，你就當它是“油門和方向盤”。它不只是讓機器人直奔目標，還會算最省勁的路。

比如讓機器人拿桌子上的杯子，它不會直挺挺地去抓，而是會繞開旁邊的盤子，手腕還會調(diào)整角度，剛好扣住杯柄。

管“別撞著”的叫高階控制障礙函數(shù)，相當于“預判剎車”。普通機器人要碰到東西才會停，這套系統(tǒng)能提前算。

測試時研究員故意在機器人抓葡萄的路上放了根棉簽，機器人離棉簽還有2厘米就開始減速，手腕輕輕繞過去，全程沒碰倒棉簽，也沒讓葡萄掉下來。

光有理論不行，還得讓機器人“實時感知自己”。團隊給機器人加了“數(shù)字孿生”技術，就是在電腦里建了個一模一樣的虛擬機器人。

現(xiàn)實中的機器人動一下，虛擬的就同步模擬形變和受力。有次測試機器人抓西紅柿，虛擬模型發(fā)現(xiàn)力度快超了，現(xiàn)實中的機器人立馬減力，剛好把西紅柿抓穩(wěn)。

更牛的是那個可微保守分離軸算法，之前的機器人碰到不規(guī)則物體，比如帶葉子的蔬菜，根本算不清距離，要么離太遠抓不到，要么靠太近弄爛。

這套算法能把蔬菜近似成凸多邊形，毫秒級算出安全距離，還會故意把風險估高一點，寧可不靠近也不碰壞。

實驗室里的演示已經(jīng)夠驚艷了，實際應用更讓人期待，團隊和波士頓兒童醫(yī)院合作做了手術模擬，讓機器人給仿真心臟縫合。

之前的手術機器人得醫(yī)生全程操控，稍微一哆嗦就可能縫錯血管。這次測試中，機器人自己避開了仿真血管，縫合精度達到0.2毫米，比資深醫(yī)生手縫還穩(wěn)。

團隊找了位78歲的老人做實驗，讓機器人幫老人穿襪子，老人腿腳不方便，腿抬不高，機器人的機械臂能像人一樣彎腰，輕輕把襪子套上去，碰到老人皮膚時力度自動降到0.5牛頓，比人用手指碰一下還輕。

工業(yè)領域也有突破。深圳有家手機工廠已經(jīng)拿去測試，讓機器人給手機屏幕貼保護膜，之前人工貼容易有氣泡，剛性機器人又怕壓碎屏幕，合格率只有85%。

用這套系統(tǒng)后，機器人能實時調(diào)整壓力，合格率直接漲到99.2%，一天能貼3000臺手機。

現(xiàn)在團隊正在升級系統(tǒng)，準備用到三維軟體機器人上，比如做個像章魚觸手一樣的機器人，以后在管道里檢修、在災區(qū)搜救都能用，既能鉆狹小空間，又不會碰傷被困者。

麻省理工的突破不是讓機器人更靈活，而是讓它“懂分寸”，

以前機器人要么不敢碰，要么亂使勁，現(xiàn)在終于能像人一樣“輕拿輕放”，隨著技術落地，以后醫(yī)院、家庭、工廠里，都會出現(xiàn)敢和人近距離配合的軟體機器人，人機共存真的不遠了。