灵巧手行业应用与发展驱动是什么？

灵巧手行业应用广泛，市场需求稳步增长。

灵巧手市场需求稳步增长，2030 年市场规模有望突破 30 亿美元。据中商产业研究院相关数据，2023年全球机器人灵巧手市场容量为 66.69 万只，市场规模为 15.07 亿美元。随着研究不断深入和技术突破，其应用领域持续拓展，市场前景广阔。预计到到 2030 年，市场容量有望达到141.21 万只，市场规模将实现 30.35 亿美元，CAGR 为 14.5%。

灵巧手应用行业广泛，国外内灵巧手企业数量增多。灵巧手作为一种前沿的机器人技术，因其高度的灵活性和多功能性，被广泛应用于教育、研究、医疗、服务等重要行业。在国际上，灵巧手技术的发展已经相对成熟，具有代表性的国外企业包括 Qbrobotics、SCHUNK、Shadow Robot 和Tesla。这些企业成立较早，具有明显的先发优势。例如，SCHUNK 于 1982 年开始从事机器人抓取技术的研究，其产品以工业级的可靠性和模块化设计著称；Shadow Robot 则成立于 1997 年，专注于高自由度灵巧手的研发，并且在 AI 融合方面有深厚的技术积累。 灵巧手是机器人研究的重要课题，海外研究成果众多：①20 世纪 70 年代，日本“电子技术实验室”研制出了 Okada 灵巧手，该灵巧手具有 3 个手指和一个手掌，拇指有 3 个自由度，另外两个手指各有4个自由度，采用电机驱动和肌腱传动方式。②上世纪 80 年代，Stanford Hand 具有3 个手指9 个自由度，3 个手指完全相同，单只手指采用 4 个电机驱动，并利用 N+1 腱结构传动。③20 世纪90 年代，意大利博洛尼亚大学研制出了第一代灵巧手 UBHandI，其采用模块化设计，把机械结构简化并将传感设备集成，利用腱传动，驱动电机安装在手臂中。④2011 年，英国伦敦国王学院和天津大学合作研制了一款灵巧手Metamorphic Hand，该灵巧手最显著特点是手掌的可重构设计，它的手掌是一个包含5 个链接的球形五连杆机构。⑤2016 年，华盛顿大学研制出一款基于仿生设计的灵巧手，该手的质量小于1kg，利用人造关节囊、韧带、肌腱和弹性滑轮结构设计。⑥PuhlmannS 等研制的 RBOHand3 是一种基于气动驱动的多功能软体灵巧手，拥有 5 个手指、16 个独立的驱动自由度。⑦2021 年，韩国实验室研制了一款线绳驱动仿生灵巧手。其使用带有万向节的平行板转向关节，手指关节处可实现两个自由度。该手共有15 个关节，20 个自由度，⑧韩国的科研团队于 2021 年研发了一种集成连杆驱动的灵巧手ILDA。该手共有15个自由度（20 个关节）、34N 的指尖力，结构紧凑，无需外置驱动部件，质量仅为1.1kg；在手指关节处安装有触觉传感。

近年来，我国的灵巧手企业也迅速崛起，发展势头迅猛。以因时机器人、兆威机电、傲意科技和帕西尼为代表的企业，在技术创新和产品应用方面取得了显著成就。例如，因时机器人是国内最早实现灵巧手商业化量产的企业之一，其产品在性价比方面具有突出优势；兆威机电则凭借其在微型传动系统领域的技术优势，自主研发了电动直驱多指仿生灵巧手。

2001 年，哈工大（HIT）联手德国宇航中心（DLR）共同研发了一种利用齿轮以及连杆传动的HIT/DLR灵巧手。DLR 有 4 根手指，每根手指有 3 个自由度。指尖部分采用多连杆耦合机构，基础关节的2 个自由度通过差动机构耦合来完成；北京航空航天大学机器人研究所仿照 Stanford/JPL 手研制出的BH-3 为3指 9 自由度灵巧手。BH 灵巧手主要用于多指手的操作理论研究；通过数据手套可实现远距离控制。最新一代灵巧手 BH-985，其具有 5 个手指，外形尺寸约为人手的 1.5 倍，质量小于1.5kg，采用内置Maxon直流伺服电机驱动，用齿轮、连杆和钢丝传动；浙江工业大学研发了 ZJUT hand 灵巧手，有气动5 指、20 个自由度。该灵巧手手指关节由塑料管 FPA、FPA 的管接头、FPA 端盖和连接件组成。该手还配置了力、位移传感器。④2020 年，上海交通大学研制了一款气动、多材料 3D 打印、模块化高度集成软指驱动器组装的灵巧手。该灵巧手整体尺寸 155×92×46mm，与女性的手掌大小相当。由于轻便化和模块化设计，手的质量仅为 138g，这款手具有 4 个屈曲手指和 1 个拇指，共 11 个自由度。

人形机器人是高端技术的集大成者。人形机器人是能够模仿人类的外观和行为，智能化水平较高的机器人，一般由“大脑”“小脑”和“肢体”构成。 “大脑” 负责基于大模型实现交互规划、环境感知、决策控制等能力；“小脑”负责在复杂环境下实现自然流畅的动作；“肢体”则是拟人功能的载体，负责感知与执行，集成执行机构、传感器、芯片等多类技术。具身智能的发展掀起了新一轮人形机器人研究热潮，而生成式人工智能与物理形态的结合则有助于突破机器人运动能力泛化的瓶颈，优化其在大脑、小脑、肢体方面的功能。综合来看，人形机器人集成了结构、材料、运动、感知等多方面的高端技术，能够显著提高工作效率，既是机器人产业不断发展的产物，也是高精尖技术的重大推动力。

市场需求助推人形机器人走进日常生活。人形机器人在耐受性和适应性方面比人类更强，在工业生产、农业生产、商业服务、医疗教育等多领域有着巨大的应用潜力。在当前全球人口增长放缓、老龄化比例日益增加的背景下，面对劳动力短缺的困境，人形机器人以其拟人特性与相对低成本的优势可以有效解决这一问题，而面对家庭养老、陪伴护理等的潜在市场，“机器人保姆”等可能成为未来的刚需。

政策支持打造人形机器人产业生态。人形机器人已经成为全球科技竞争的新高地，对于提高国家综合实力与竞争力至关重要。国家也高度重视人形机器人等未来产业的发展。2023 年10 月，工信部发布《人形机器人创新发展指导意见》，明确提出我国人形机器人的发展目标，即到 2025 年，初步建立人形机器人创新体系、整机产品实现批量生产，到 2027 年构建具有国际竞争力的产业生态，产业加速实现规模化发展。2024 年 1 月，工信部等七部门联合印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，强调打造人形机器人创新标志性产品。各地也陆续出台相应举措支持人形机器人产业发展。中国具备发展人形机器人坚实的产业基础。根据 IFR《2024 年全球机器人报告》，我国是世界上最大的工业机器人市场，2023 年工业机器人安装量为 27.6 万台，占全球的 51%，预计到2027 年，年均增长率在 5-10%。我国在工业机器人领域的全球领先地位为人形机器人的发展奠定了扎实的产业基础。目前，我国正逐步构建人形机器人产业链体系，推动上下游企业形成集群效应。比如，深圳市南山区的“机器人谷”共有 200 多家机器人企业和近 10 所高校与科研机构，其中 14 家上市企业，包括“人形机器人第一股”优必选；2024 年南山区机器人全产业链产值超过 400 亿元，同比增长超过20%。