在科技飞速发展的征程中，机器人技术成为推动工业变革的核心力量，正在重塑着生产与生活的模式。其中，“面向异形易碎品的机器人无损自动化抓取技术及其产业化” 项目表现卓越，斩获机械工业科学技术奖科技进步奖。
此项目由北京科技大学机械工程学院牵头，北京航空航天大学机械工程学院、北京软体机器人科技股份有限公司和睿尔曼智能科技（北京）有限公司共同完成。该项目的成功，彰显了产学研合作在科技创新领域中不可忽视的力量。
睿尔曼在本项目中主要负责机械臂部分。公司研发的超轻量仿人机械臂是整个抓取系统的核心执行部件，具备高精度、高灵活性和高负载自重比等显著优势。同时，机械臂的高灵活性使其能够在复杂的工作空间中自由伸展和调整姿态，轻松应对各种形状的物体。同时优秀的力控可确保机械臂在抓取过程中的稳定性，不会因自身重量或惯性对易碎品造成额外的冲击。
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联合攻关：应对行业棘手难题
异形易碎品的抓取一直是工业领域的一大难题。这些物品形状复杂多样，从有着曲面的玻璃制品到结构独特的陶瓷艺术品，其不规则性让传统抓取方法捉襟见肘。而且，它们质地脆弱，轻微的不当外力都可能导致损坏，这不仅会带来经济损失，更会影响生产流程的连贯性和产品质量。在此背景下，四方联合团队应运而生，各自发挥优势，向这一难题发起挑战。
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各显神通：联合单位的独特贡献
柔性末端执行器构型设计：基于材料结构驱动多目标协同优化设计方法，并融合生物仿生机理，设计了类变色龙舌头的全包覆自适应柔性抓持器，突破了基于结构智能的以抓取空间为输入的全方位包覆柔性抓持器逆向设计技术，攻克了仿生粘附微结构微纳加工及三维集成技术，实现了对不同形状、大小、硬度物体的结构自适应抓取。
柔性末端执行器制造工艺：提出了基于 3D 打印消失模的复杂内腔结构一体成型方法，为柔性末端的批制造成熟工艺探索提供了原理支撑。
触觉感知：突破了电容式多维力柔性传感器的设计、制备工艺，解决了电磁屏蔽难题。
抓取反馈：研究了机械臂的运动学、动力学控制算法和路径规划方法，并提出视触觉融合臂手协同抓取框架，为异形、易碎品行业的自动化快速抓取提供了算法支撑。
柔性末端构型设计：通过结构设计引导材料变形，率先提出材料结构协同定向调控变形的气动软体抓持器，验证了软体机器人在异形易碎品抓取方面的优势，攻克智能材料与柔性末端嵌入式集成方法，提出感知驱动变刚度一体化刚柔耦合多指柔性末端，实现依据物体形状自主调整构型和变刚度抓取，解决了柔性抓取灵活性差和负载不足问题。
机器人抓取控制：提出基于仿射群改进高斯重采样粒子滤波的机器人动态目标抓取方法、基于改进高斯混合模式的机器人抓取方法等，为异形易碎品行业自动化抓取提供算法支撑。
柔性末端执行器开发与应用：基于软体机器人技术开发柔性末端执行器，解决异形、易损物品在工业生产中最后一厘米的抓取、搬运难题，弥补全球机器人在该领域短板，是智能化升级关键零部件。
技术研发与产业化落地：提供高弹性体定向非均匀设计与仿真技术等整套技术研发能力，授权多项发明专利和实用新型专利，牵头起草中国首项柔性末端执行器团体标准，推动一体成型工艺产业化落地，提升产品一致性、寿命、良率和生产效率，形成多系列产品，远销全球多国，应用于众多行业，取得显著经济效益。
超轻量仿人机械臂：突破谐波减速器凸轮与电机转子磁轭一体化、谐波减速器钢轮和轴承复用等设计难题，构成结构、电机、减速器一体模块化关节；突破多圈绝对值编码器和电机驱动器集成技术，构成高集成度高功率密度智能交流伺服驱动器；突破嵌入式同构多核控制技术，自研机器人控制与交互系统，从基因层面实现结构、驱动、感知、控制高密度内置集成，形成超轻量仿人机械臂。 产业应用推广与合作创新：具备创新核心部件设计和制造能力，打造多领域超轻量仿人机械臂操作标准与模型，获得多项专利。积极参与行业联盟与标准制定，推动超轻量仿人机械臂产业化，产品广泛用于诸多行业，与高校合作创新，拓展国内外市场，取得显著经济效益。
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产业化应用：多方共赢的价值体现
这一联合研发的技术在众多行业均展现出强大的应用价值。在电子产业中，对于微小且脆弱的芯片、精密的显示屏组件等的抓取和装配，技术的应用大大提高了生产效率和产品质量。在高端工艺品制造领域，无论是珍贵的琉璃制品还是精美的牙雕等异形易碎工艺品，都能实现无损抓取和加工，保护了文化遗产的价值。在医药行业，对于脆弱的玻璃药瓶、高精度的医疗器械零部件的处理，以及食品行业中对精致糕点、易损水果的包装等环节，都因该技术的应用而变得更加高效和可靠。
从经济效益来看，项目成果的产业化应用大幅降低了企业因异形易碎品损坏而产生的成本。废品率的显著降低意味着原材料的利用率大幅提高，同时减少了重新加工和采购的费用。
在社会效益方面，该技术有力地推动了相关行业的可持续发展。减少废品率降低了对原材料的需求，缓解了资源开采和加工的压力。同时，自动化抓取技术提高了生产的安全性，减少了人工操作易碎品可能导致的安全事故，保障了工人的健康和安全。此外，项目的开展和产业化还创造了大量的高质量就业机会，涵盖技术研发、设备维护、生产管理等多个环节，促进了人才的培养和就业市场的繁荣。
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展望未来：持续创新与拓展应用领域
展望未来，睿尔曼将以持续创新和扩展应用领域为重点。加大研发投入，吸引顶尖科研人才，聚焦机器人技术突破，从机构结构到控制系统全面升级。同时，依托开放生态，与行业伙伴、高校、科研机构紧密合作，搭建创新平台，共享知识与资源，加速创新成果产出。同时，睿尔曼将加强与国际同行的交流与合作，积极参与国际标准的制定，提升我国在机器人领域的国际影响力。
END
睿尔曼是一家专注于超轻量仿人机械臂研发、生产及销售的国家高新技术企业，作为超轻量仿人机械臂的引领者，睿尔曼始终将产品研发，技术创新置于首位，团队核心成员来自中国早期的机器人底层技术研发团队，深耕此领域 10 年以上，具备深厚的技术底蕴和研发经验，目前产品已广泛的应用于新零售、新餐饮、商业服务、智能巡检、医疗健康、检验检疫、教育科研、工业生产、航空航天等各领域。我们致力于让机械臂成为通用的智能化工具，让机器人走入千家万户，赋能千行百业，为美好生活助一“ 臂 ”之力！
