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导语

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近日,中科硅纪在类人灵巧操作具身大脑方面取得新进展。中科硅纪联合中国科学院自动化研究所提出面向机器人灵巧手的多尺度功能性抓取模型:ScaleADFG(Affordance-based Dexterous Functional Grasping via Scalable Dataset),突破了传统依赖人工示教的技术路径,实现灵巧手对工具类物体“以使用为目的”的自主精细化抓取操作能力。

让机器人能够像人类一样理解和使用多样化的“工具”和“基础设施”,是具身智能机器人落地工厂和家庭等场景的关键。尽管深度学习推动通用抓取策略在稳定性和泛化性上进步显著,但在“功能性操作”方面,现有方法面临两大瓶颈。一是数据稀缺且构建成本高;二是手-物尺度不匹配引发泛化性问题。

为解决这些挑战,ScaleADFG 构建了一种全自动数据集构建流程与轻量级抓取生成网络,突破对人工示教的依赖:

  • 数据生成方面,ScaleADFG - Dataset 以自动化流程替代人工,利用预训练特征提取器实现 Affordance 高效标注,仅需手动标注单个模板物体,就能将功能性标签自动传播到同类别其他物体,解决了传统方法成本高、规模有限的问题。
  • 轻量化模型方面,通过多尺度抓取合成算法,有效解决灵巧手与物体尺寸不匹配的难题,让相较人手较大的机器人灵巧手也能稳定抓取日常小尺度物体。

大规模功能性抓取数据集生成框架

基于ScaleADFG网络的灵巧手功能性抓取配置预测


多尺度功能性抓取数据集ScaleADFG-Dataset

实验结果表明,ScaleADFG在未见过的物体尺度上表现出强大的泛化能力,不管物体是比之前见过的更大/ 更小,还是介于熟悉尺寸之间的中间尺寸,都能保持稳定的抓取性能。该模型可以快速推广应用至不同构型的灵巧手。

ScaleADFG泛化性能实验结果

ScaleADFG模型成功地为灵巧操作机器人提供了前所未有的规模化、多样化和高泛化性的数据基础,从根本上突破了传统灵巧功能性抓取技术的核心瓶颈。基于其在尺度适应性、抓取质量与功能通用性上的优势,在多领域精细操作上具有广阔的应用前景:
  • 家庭服务领域:支持灵巧手像人一样使用不同尺寸的家用工具和基础设施,提升服务机器人的实用性与普适性。

  • 工业制造领域:助力工业机器人自主使用不同规格的生产工具,为柔性制造体系的构建提供关键技术支撑。

中科硅纪将持续深耕并引领类人灵巧操作具身智能,在突破实用化灵巧手技术的同时,构建类人灵巧操作具身大-小脑融合模型。通过软-硬件协同进化,实现类人灵巧操作机器人在工业、服务和特种应用场景的渐进式落地。


论文链接:
https://ieeexplore.ieee.org/document/11235966




关于中科硅纪

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中科硅纪(南京)机器人有限公司,类人灵巧操作具身智能机器人引领者。孵化自具身智能国家队--中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室Casia Hand团队,十多年来专注于机器人上肢灵巧操作能力的突破,建立了行业级灵巧手+类人灵巧操作具身大-小脑“全栈技术体系”,连续在机器人学顶级国际期刊TRO(IEEE Transactions on Robotics)发表突破性成果。
自主研发的Casia Hand类人灵巧操作具身智能机器人全系列产品,先后获“第49届日内瓦国际发明展金奖”、“ISTA全球创新与发明奖”、“红点奖(Red Dot Award)”等国际大奖,以及“恰佩克奖”、“具身智能算法革新奖”、“人形机器人技术突破奖”、“最具投资价值ToP50”等重要奖项。
连续被央视新闻联播、央视朝闻天下、央视财经频道、央视新闻频道、新华社、人民网等国家级媒体报道,通过了欧盟 CE、北美 FCC等国际产品认证。
以细分场景和典型用户为牵引,快速建立了“部件-算法-整机-训练场”全系列行业应用级产品,与多家上市公司建立了合作关系,加速在工业-服务-特种等垂直场景的落地应用。




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作者 ab, 808