作为机器人新型末端执行器，灵巧手是机器人研究的重要课题，近年来国内外研究进展加速。
灵巧手是机器人的一种新型末端执行器。一般而言，机器人与环境交互的方式主要包括：移动行走、视觉等信息的获取、决策的执行输出。末端执行器（End Effector）是机器人执行部件的统称，一般安装于机器人腕部的末端，是直接执行任务的装置。末端执行器作为机器人与环境相互作用的最后环节与执行部件，对提高机器人的柔性和易用性有着极为重要的作用，其性能的优劣在很大程度上决定了整个机器人的工作性能。
人形机器人的灵巧手是一种基于人手运动学设计的特殊末端执行器，不同于工业机器人的末端执行器的通用性较差，只能完成焊接、喷漆等特定任务，灵巧手具备通用抓取能力。基本特征为至少具有3个手指，每指至少具有3个轴线不完全平行的自由度，通常还集成力觉、接近觉等多种传感器。
多指灵巧手：机构形式是多指多关节，并且最普遍的是手指数目为3～5个，各手指具有3个关节，手指关节的运动副都是采用转动副。灵巧手主要的驱动方式 包括 4 种：液压驱动、电 机驱动、气压驱动、形状记忆合金驱动。如日本“电子 技术实验室”的 Okada 灵巧手、美国斯坦福大学研制成功了 Stanford/JPL 灵巧手、 美国麻省理工学院和犹他大学联合研制的 Utah/MIT 灵巧手等。
机器人多指灵巧手因其能够模仿人手的各种灵巧抓持和复杂操作能力，得到持续的研发投入和广泛关注。从应用领域来看，目前灵巧手实现成熟应用的领域主要有医疗、工业等领域。
据QYResearch调研团队最新报告“全球人形机器人多指灵巧手市场报告2024-2030”显示，预计2030年全球人形机器人多指灵巧手市场规模将达到11.8亿美元，未来几年年复合增长率CAGR为23.1%。
全球范围内人形机器人多指灵巧手生产商主要包括Shadow Robot、特斯拉(Optimus)、北京因时机器人、浙江强脑科技、SCHUNK等。2023年，全球前五大厂商占有大约47.0%的市场份额。
就产品类型而言，目前内置式是最主要的细分产品，占据大约57.2%的份额。
就产品应用而言，目前医疗是最主要的需求来源，占据大约35.9%的份额。
主要驱动因素:
（1）灵巧手是机器人的一种新型末端执行器。一般而言，机器人与环境交互的方式主要包括：移动行走、视觉等信息的获取、决策的执行输出。末端执行器 (EndEffector) 是机器人执行部件的统称，一般安装于机器人腕部的末端，是直接执行 任务的装置。末端执行器作为机器人与环境相互作用的最后环节与执行部件，对提高机器人的柔性和易用性有着极为重要的作用，其性能的优劣在很大程度上决定了整个机器人的工作性能。
（2）手术辅助、康复治疗、患者护理和陪伴等领域对人形机器人多指灵巧手的需求不断增加。随着人口老龄化和医疗资源的紧张，这种需求将更加迫切。同时，在制造业中，多指灵巧手能够执行复杂的装配和处理任务，提高生产效率和产品质量。
主要阻碍因素:
现有的机器人多指灵巧手的销售价格普遍较高。例如：哈尔滨工业大学-德国宇航中心合作开发的 HIT/DLR 灵巧手售价在 90 万元人民币以上， Shadow Dexterous Hand 报价约 30 万美元，德国 SCHUNK 公司的 SVH 五指手报价70万元人民币以上。高昂的价格是推广应用一大障碍，许多多指手产 品也仅仅在科研实验室里用于科学研究和应用基础开发。近年来，各类科研 机构开始投入研发低成本的机器人多指手，从材料、加工方式、驱动器件、 感知器件等方面进行低成本化设计和制造，开发了一些样机，但其灵活性、 感知丰富性和可靠性等指标普遍较低。所以，如何在性能和成本之间取得合 理的平衡也是值得研究的课题。
在机器人手与物体的物理交互和触觉探索过程中， 需要保证机器人手及其周围环境的安全。一方面，要及时采集触觉信号并 传递给控制器的同时，也需要有避免不必要伤害的能力。另一方面，由于 对象模型是未知的，机器人可能会违反一些关键的约束。如果在勘探过程 中发生意外损伤，具有一定的自愈能力和拉伸能力可以保证系统的安全性。
因为手的表面通常是不规则的，与刚性传感器 相比，柔性传感器更容易与手的表面集成柔性传感器可以放置在整个手掌 表面，而不是指尖，接触信息更加丰富。触觉传感器的其他性能也需要进 一步提高，如自愈能力和自功率。具有自修复能力的触觉传感器可以提高 其对非结构环境的适应能力。
行业发展趋势:
自 20 世纪 70 年代起，国内外对灵巧手展开了大量研究，从三指到五指，从工业到生活，从简单的抓取到灵巧操作，以期解决复杂的实际作业问题。
海外灵巧手研究历经了50余年的发展，从开始简单的机械手发展成现在的高科 技人形仿生灵巧手。(1) 20 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) 20 世纪 80 年代，美 国斯坦福大学研制成功 Stanford/JPL 灵巧手，该手有 3 个手指，每指各有 3 自由 度，采用 12 个直流伺服电机作为关节驱动器，采用腱驱动系统传递运动和动力； 美国麻省理工学院和犹他大学联合研制 Utah/MIT 灵巧手，该手具有完全相同的 4 个手指，每个手指有 4 个自由度，为后续仿人型多指灵巧手研究建立了理论基础。 (3) 20 世纪末，随着嵌入式硬件的发展，多指灵巧手的研究向着高系统集成度和 丰富的感知能力提升的方向发展，进入了快速发展阶段。(4) 近年来，高度系统 集成的灵巧手具有灵活性和功能性的优势，但是复杂的系统导致了高额的制造成 本并且降低了系统的可靠性和易维护性。因此近 10 年，多指灵巧手设计的一个 重要方向是简化系统、提高鲁棒性。
国内灵巧手的研究则是随着国外研究的不断推进。在 2000 年左右国内一些机器 人研究机构和部分高等院校相继开展了机器人多指灵巧手的研究工作。 (1) 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。 (2) 2005 年，北京航空航天大学机器人研究所仿照 Stanford/JPL 手研制出了 BH3 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，采用内置的 Maxon 直流伺服电机驱动，用齿轮、连杆和钢丝传动。
