阿凡达

二 |                              一只人手有 27 个自由度，27 块骨头，三十多条肌肉，还有数以千计的神经末梢。90后老师业绩突出获价值约200万元的住房奖励据报道， 获奖的的教师叫尤凡，是临海市杜桥中学一级教师，目前任高一年级段4个班的班主任、生物老师兼该校“青年教师成长工作室”负责人。                   我们靠它拿起鸡蛋、系鞋带、弹钢琴，从来不觉得难。

三 | 2012年从教以来，他用激情书写教育诗篇，用担当创新教育方式，用实践创造教育奇迹，曾获“浙江省‘三育人’岗位建功二等奖”“浙江省生物竞赛优秀指导教师”“台州市优秀教师”“台州市青年岗位能手”等荣誉称号。要让机器复刻这种灵活，却是机器人学里最磨人的一道关。据临海市教育局微信号“临海教育发布”，2019年高考， 尤凡任教班级有23个学生上重点线，实现杜桥中学高考逆袭。

四 | 重振杜桥教育，是当地党委、政府和全镇人民的共同愿望。

五 | 当年，杜桥镇乡贤会筹资，奖给他一辆价值28万元的轿车。                             ● 第一关：把足够多的动力塞进巴掌大的地方                    灵巧手难，第一难在驱动。

六 | 2019-2022年，尤凡同时担任两个创新班的班主任，在2022年高考中，有3名学生考生浙大、中南大学和山东大学三所985大学，7名学生考上211大学，两班上重点分数线71人，其中高三（16）班上重点线高达79%，创下杜桥中学近20年来高考成绩的新高！杜桥镇乡贤会筹资重奖他一套175平方米的商品房（含车库），价值约200万元。据台州日报报道，尤凡出生于教育世家，爷爷、奶奶、姑姑、姑父都是教师，因缘巧合下，出生于温州的他，在宁波上大学，到台州从教。要在跟人手差不多大的体积里，塞进电机、减速器、编码器、传动机构和传感器，还得有力气。2019年8月， 尤凡成为台州教育界首位实践“一人担任两班班主任”的教师，两个班级高考成绩喜人。                   业界主流用空心杯电机，直径往往只有 6 到 8 毫米，功率密度很高，可塞得密了就发热，手指里那点空间散热极难，长时间高负载很容易过热。

七 | 今年新学期，尤凡在众多家长的希冀和寻求自我突破之下，一肩挑起高一（14）班至（17）班4个创新班班主任一职。图片来源：台州广播电视总台视频截图线下，军训期间，他将大集体组织在一起，白天训练，晚上齐汇阶梯教室，一起唱歌、表演才艺等，让彼此认识、熟悉。

八 |                    特斯拉在第三代灵巧手上把执行器全挪到了前臂，手指靠腱绳远程拉动，就是为了给手部减重、给散热留余地。开学后，他将大集体阶梯教室活动改到每周五和每周日晚。                   PSYONIC 的 Ability Hand 反过来，把 6 个无刷电机直接放进手掌和手指，换来 0.2 秒的合拢速度和 490 克的重量，代价是自由度只有 6 个。

九 |                    这里头有个绕不开的取舍：电机离关节越近，控制越直接、响应越快，可手就越重、越热；电机挪远了，手轻了，可传动链变长，精度和寿命又成了新麻烦。在学校内部，他又极力营造4个班学习上“你追我赶”的竞争氛围，在彼此竞争中成长，打造各具亮点和特色的班级文化。                   ● 第二关：连杆、腱绳还是直驱                    驱动之后是传动，这是灵巧手路线分歧最大的地方。“虽然辛苦，但每晚查寝结束，走在校园的夜色中，回忆一天发生的趣事，心情会变得很轻松。连杆传动靠刚性的杆件把动力送到关节，负载和精度都好，工业里很稳，缺点是不够柔，手指掰不过去的地方就是掰不过去。                   因时机器人的 RH56 系列、傲意科技的 ROHand 都走这条线，靠它把成本压下来、把可靠性做上去，因时 2025 年单这一系列就卖出了一万多只。

十 |                    腱绳传动更像人，用柔性线缆模仿肌腱，把电机放在前臂，靠拉索带动手指，轻、灵活、自由度能堆得高。                   特斯拉第三代、英国的 Shadow、国内的灵心巧手 L30、宇树 Dex5 都在这条线。”尤凡说。去年1月， 尤凡选出10多名学生备战浙江省生物竞赛，但按新的评奖规则，杜中学子获奖机会渺茫。一开始，学生们没信心，备战热情不高。

十一 | 为激发学生斗志， 尤凡一边找学生一个个谈心一边每晚研究竞赛题至凌晨两三点，并把寒假的所有私人时间投入竞赛辅导中。他的用心付出，学生看在眼里，将之化为内心的斗志。                   可腱绳的软肋也明显：线缆会磨损、会拉伸、张力会漂移，时间一长关节零位就歪了。                   有调研报告称，特斯拉在工厂分拣测试里灵巧手寿命只有六周，每年换件成本逼近十万美元，腱绳的蠕变和摩擦是主要推手。全力拼搏，终有所成。                   复合钨丝腱绳（高测股份基于光伏金刚线技术）抗蠕变达普通产品 200 倍、循环寿命超 160 万次，可单只手用到的钨丝成本就过万元，暂时贵得用不起。尤凡指导的8名学生在竞赛中获奖，参赛选手平均成绩居台州市第三，远超多所省一级重点中学。                   直驱则是电机直接顶在关节上，没有传动误差、响应快，兆威机电等用它做高精度手，代价是体积大、散热难、末端惯量大。

十二 | 经过两轮备战，更有一名学生在2021年全国中学生生物学联赛中获奖，喜人的竞赛成绩让杜中实现历史性突破。

十三 | “凡心所向，素履以往”是尤凡的座右铭。                   于是越来越多方案走向混合：丝杠加腱绳、行星齿轮箱加丝杠加腱绳，在灵活和精度之间找平衡。                   ● 第三关：让手真的“感觉到”东西                    光会动还不够，手得知道摸到了什么。人类指尖每平方厘米有近万个触觉像素点，机器人长期是“盲人摸象”，只在指尖放一个单点力传感器。                   2025 年这个情况在变。6 月，北京通用人工智能研究院和北大联合做的 F-TAC Hand 登上《自然·机器智能》封面，手掌 70% 面积铺了高分辨率触觉传感器，空间分辨率到 0.1 毫米。                   帕西尼的 DexH13 集了 1140 个触觉单元，还把 AI 视觉融进来；智元的 OmniHand 在一只 500 克的手上布了 400 多个力控触点，售价压到 9800 元；强脑的 Revo 2 能分辨硬度、纹理、受力方向，现场演示过点火柴。这些进展让机器人从“握住”走向“感受”。

十四 | 他说，三尺讲台，方寸之间，装着爱和责任。                   但电子皮肤也有自己的麻烦：反复触碰会磨损，柔性传感器在工厂环境里寿命有限，触觉数据怎么和控制闭环接上，也还在摸索。教育不是100米短跑，而是漫长的马拉松，身为一线教师，他乐在其中。                   ● 第四关：手和脑要一起练                    前面三关是硬件，最后一关在软件。自由度越高，协调越难；要让二十多个关节听话地配合，离不开触觉、力觉的实时反馈，更离不开能理解任务的大模型。

十五 |                    宇树创始人王兴兴最近有个判断：机器人本体、灵巧手这些硬件还有提升空间，但某种意义上已经基本够用，真正的短板在软件层的具身智能大模型，那个领域现在还没人真正突破，处境像 ChatGPT 出现前的一到三年。                   这里还有个鸡生蛋的问题：没有大规模部署，就采不到足够的真实交互数据；没有够聪明的模型，又没法大规模部署。                   灵心巧手估算，大约要一百万台级别的装机量，才能把真实数据集补全，让灵巧手在部署中学会大多数人类技能。这条路，硬件能跑，数据在起步，模型还在概念期。

十六 |                    ● 国外进度：几条不同的路                    把视野拉到全球，几家走得各有章法。当地城镇居民人均可支配收入已接近广州据临海市政府官网显示，杜桥镇位于浙江中部沿海，台州湾北岸，临海市东部，地处椒北平原富庶之区，水陆交通便捷，是全国发展改革试点镇、国家卫生乡镇，首批省级中心镇、省小城市培育试点镇。全镇陆域面积186平方公里，辖7个办事处，4个社区，107个行政村，现有户籍人口22.12万，外来人口8万多，长期在外经商人员将近6万，辐射周边60余万人口。连续三年进入全国综合竞争力百强镇榜单。                   ◎ 特斯拉最激进，Gen3 干到 22 个自由度（五指各 4 个加手腕 2 个），执行器 17 个，前臂放电机、腱绳拉手指，还用 O 型圈弹性回弹省掉 4 到 5 个伸展电机，拇指做成了三自由度。据《杜桥镇2021年工作总结》显示，2021年，该镇实现地区生产总值205.66亿元，同比增长11.44%。实现工业产值364.28亿元，同比增长15.34%；规上产值272.68亿元，同比增长21.19%。城镇收入水平不断攀升，去年完成财政总收入18.88亿元，完成地方财政收入10.60亿元。实现城镇居民人均可支配收入72578元，值得注意的是，2021年，广州的城镇居民人均可支配收入为7.44万元。                   工程巧思很多，可腱绳蠕变、摩擦、零位漂移这些坑还没填平，量产时间也一再往后推。据浙江在线，作为临海市第一人口大镇，杜桥镇在外乡贤有近400人，商会更是散布全国各地。                   ◎ Shadow Robot 是另一条路，做了二十多年，24 个关节（20 个主动自由度加 4 个欠驱动），20 个直流电机，腱驱，一百多个传感器跑在 1kHz 上，还接了 BioTac 指尖触觉，ROS 全打通。

十七 | “我们立足杜桥乡贤资源、人脉和渠道优势，依托乡贤会等载体，引导广大乡贤主动参与全镇教育事业发展。”该镇党委副书记林李洁说。2019年，乡贤捐资兴教6620万元，将认捐资金留作本金经营运作，采取“留本捐息”的方式，用于开展奖教助学活动，确保认捐资金的灵活可持续。

十八 |                    它是研究圈的金标准，可一台十万美元往上，重 4.3 公斤，是实验室里的精密工具，不是量产货。目前，乡贤教育基金认捐资金池已扩增至1亿元，共发放奖金980.2万元，惠及师生4173人次。对认捐乡贤企业，杜桥镇实行一定的税收优惠政策，还新增年度先进企业、企业家社会责任评定标准，把教育贡献列为一项重要指标，在企业荣誉、社会声誉上予以彰显，推选新乡贤尊师重教先进集体、个人，树立了一批典型。                   ◎ PSYONIC 最特别，从假肢起家，Ability Hand 五指、6 自由度、30 个触觉传感器、490 克、0.2 秒合拢，NASA、Meta、Google、Amazon 都在用，Apptronik 的 Apollo、Hexagon 直接把它接上机器人，ABB 拿它做数据采集。                   它证明了一件事：假肢领域打磨了几十年的五指灵巧和触觉反馈，能直接给机器人用。                   ◎ Kinisi 和 Sanctuary 则更务实。Kinisi 把双臂 torso 架在轮式底盘上，手用现成夹爪，先把能干活跑通；Sanctuary 把重心压在移动操作，不执着于一步到位造出最像人的手。来源：浙江在线、台州日报、每日经济新闻返回搜狐，查看更多责任编辑：