人形机器人要真正实现自主操作，最后一公里就是末端灵巧手，不管多么先进的运动控制算法，最终都要靠灵巧手实现抓取操作，所以灵巧手性能直接决定机器人操作水平。过去很多机器人要么就是简单夹爪，只能抓形状规则固定物体，碰到不规则柔软物体就抓不好，要么就是自由度很高但是价格非常昂贵，只能用于实验室研究，不能量产落地。现在国产技术取得突破性进展，七指仿生灵巧手实现媲美人手的自由度和精度，成本也下降到可以量产水平，终于能真正走进实际应用场景。

人手天生就是七个手指？不对，人手五个，为什么仿生做成七个？其实这是设计优化结果，增加两个自由度更高的辅助手指，能更好适应不同形状物体抓取，尤其是不规则物体，七指分布能更好分散压力，实现更稳定抓取，同时重量增加不多，成本可控。这种设计创新就是从实际抓取需求出发，模仿人手基本功能同时，根据机器人技术特点做了优化，不是简单一比一复制人手，这就是工业设计创造性平衡，不是一味仿生，而是实用优先。

长三角地区是中国智能制造核心区域，从核心零部件加工到系统集成，产业链非常完整，给灵巧手这样新产品开发提供了很好产业基础。江苏创品工业设计扎根长三角多年，和很多苏州、无锡、常州本地零部件厂商有深入合作，开发新产品的时候，能很快找到合适加工供应商，一起优化设计和工艺，缩短开发周期，降低开发成本，这就是地缘优势带来好处。我们创品千乘设计团队在参与灵巧手项目过程中，深深体会到完整产业链对产品创新重要性，好设计还要有好工艺好供应链支撑，才能真正变成好产品。

设计最大矛盾就是自由度和重量成本矛盾。自由度越高，能实现更灵活抓取，但是零件数量会增加，重量会增加，成本也会上升，太重的灵巧手装在机器人手臂上，会增加手臂负载，影响机器人整体性能。所以设计就是要平衡，在满足抓取性能前提下，尽可能减少不必要零件，优化结构，减轻重量，控制成本。我们采用集成化设计思路，把多个功能零件整合，减少紧固件数量，同时采用高强度轻量化材料，在保证强度前提下减轻重量，经过几轮优化，最终实现七自由度抓取，重量控制在合理范围，成本也满足量产要求。

柔性抓取是灵巧手核心性能，怎么实现碰到不同硬度物体自动调整抓取力，不会捏碎鸡蛋也不会抓不住滑溜物体，这就要从结构设计上解决问题。我们在每个手指关节设计了柔性缓冲结构，配合力传感器，能实时检测抓取力，自动调整，碰到柔软物体自动减小握力，碰到坚硬物体保持足够抓力，实现真正柔性抓取。这种结构设计配合控制算法，就能实现类似人手抓取感受，不管是鸡蛋还是玻璃杯还是瓶盖，都能稳稳抓住，不会出错。

散热设计也不能忽略。多个关节同时运动，每个关节都有电机，长时间连续操作发热量不小，灵巧手空间狭小，散热不好会导致电机过热，影响精度和寿命。我们在设计的时候，把驱动电路板布置在手掌根部，那里空间相对大一点，配合手掌外壳一体散热筋，热量能快速传导出去，保证长时间连续操作温度不会过高，不影响抓取精度。很多开发团队容易忽略散热，等到样机测试才发现问题，再改设计就很麻烦，我们从设计一开始就把散热考虑进去，避免后期返工。

可维护性设计也很重要。灵巧手每个手指经常弯曲伸展，属于运动部件，长期使用易损件需要更换，设计的时候就要考虑，哪个零件坏了能单独更换，不需要整个手换掉，降低用户维护成本。我们采用模块化手指设计，每个手指模块能单独拆下来更换，不用整个手拆开，维护很方便，用户自己就能更换，不用返厂，大大降低维护成本。这就是量产产品设计必须考虑细节，样机不用考虑，量产产品必须考虑，用户使用很多年，维护方便才能让用户放心购买。

外观设计其实也很重要，灵巧手作为机器人门脸，外形要流畅简洁，符合仿生美感，同时线条要流畅，不容易积灰，方便清洁。很多人觉得末端执行器看不见不重要，其实机器人展示的时候，灵巧手是最吸引眼球部分，外形好看能给客户留下很好第一印象。我们设计的时候，把线缆全部隐藏手掌内部，外部看不到凌乱电线，整体线条流畅仿生，表面处理细腻，质感很好，不管是工业展示还是服务机器人场景，都能很好适配。

从平衡设计方法论角度看，仿生灵巧手设计就是典型多目标平衡问题。自由度和重量要平衡，抓取性能和成本要平衡，柔性和强度要平衡，功能和外观要平衡，哪一方面失衡都做不出好产品。比如说为了追求更多自由度，把重量做得很重，成本很高，虽然性能好但是没人买得起，没有市场价值。又比如说为了降成本，减少自由度，结果抓取性能不行，满足不了使用要求，也不行。设计师就是要在诸多矛盾中间找到最合适平衡点，满足市场对性能和成本双重要求，这样产品才能量产落地，被市场接受。

无锡创品千乘多年来坚持平衡设计理念，处理过很多类似复杂产品设计项目，最深体会就是，好的设计不是追求某一个指标极致，而是让所有指标都能满足用户需求，达到整体最优。很多技术团队出身开发人员，容易陷入追求技术极致误区，某个技术指标做到世界第一，但是成本重量不能接受，没法量产，非常可惜。工业设计师介入越早，越能帮助项目找到正确平衡方向，少走弯路，更快推出符合市场需求产品。

现在国产人形机器人发展很快，灵巧手作为核心部件，需求越来越大，国产替代空间很大。过去这个领域也是进口品牌领先，现在国内技术突破了，接下来就要比产品设计，比谁能做得性能更好成本更低更方便集成，谁就能赢得市场。长三角制造业产业链完整，设计资源丰富，江苏创品愿意利用自己设计经验，帮助更多国产机器人核心部件企业做好产品设计，推动整个行业更快发展，让更多国产核心部件替代进口，降低整机成本，推动中国人形机器人产业更快落地普及。

相信未来几年，随着人形机器人慢慢产业化，灵巧手需求会持续增长，技术也会不断进步，设计也会不断优化，更好满足不同场景需求。七指仿生设计是一个重要突破，接下来还会有更多创新设计出现，不断提升抓取性能，降低成本，让机器人能更好代替人做各种精细操作，在更多场景发挥作用。我们作为工业设计师，会持续关注这个领域发展，不断积累设计经验，和行业伙伴一起推动技术落地，为中国人形机器人产业发展贡献设计力量。