在具身智能与移动操作（Mobile Manipulation）研究中，研究者常面临一个现实困境：传统机器人平台要么过于复杂昂贵，部署困难；要么功能受限，难以支持前沿算法验证。

Hello Robot 具身智能平台Stretch 3移动操作机器人的出现，提供了一种新的解决思路——它不追求成为“全能”机器人，而是通过一系列精心设计的权衡，成为一个“足够好”的研究加速器。

 

Stretch 3移动操作机器人的优势不来自单一技术的突破，而是一系列围绕“科研可用性”的系统性设计。

 

从结构精简到力感知创新，从开源架构到真实场景适配，每一环都指向同一个目标：让研究者更快地在真实环境中验证想法。以下是其“核心能力”的完整图景。

 

一、精妙权衡：为研究效率而优化的结构设计

Hello Robot移动操作机器人Stretch 3的核心价值体现在其工程上的精准Trade-offs（权衡）。它采用两轮差速底盘 + 垂直升降臂 + 水平伸缩臂的极简结构，仅用4个主关节即可实现末端执行器在三维空间中的笛卡尔运动，显著降低了机械复杂度与制造成本。

 

二、全域触觉感知：基于低减速比的力反馈设计

移动操作机器人Stretch 3的力感知不依赖昂贵的扭矩传感器，而是通过系统设计本身实现——利用其低齿轮比传动器（Low-Gear-Ratio Actuators）的物理特性，体现了其“以系统设计替代复杂硬件”的核心理念。

它的低减速比使电机电流与输出力矩高度线性相关；因此，仅需通过实时监测四个主关节的电流（无需额外安装扭矩传感器），即可高精度估算机械臂各部位的接触力。

 

 

此外，手腕内置高灵敏度三轴加速度计，可检测轻微碰撞与振动，增强环境感知能力。

 

核心优势：

• 低成本高可靠：省去多个高精度传感器，降低硬件成本与故障点；
• 全域感知能力：电流信号反映整每个力链的负载变化，使机械臂主要活动关节的接触（如臂身碰撞）均可被检测；
• 开发更简单：通过 move_until_contact 等高级API，轻松实现“盲操作”（如伸臂触碰后拉抽屉），无需深入力控底层。

 

这不是妥协，而是将机械、驱动与感知深度融合的设计智慧——用最基础的信号，实现真实的物理交互。

 

 

三、开放与灵活：面向开发者的开源架构

作为一款开源操作机器人，Stretch 3提供全栈ROS接口，支持与主流机器人软件框架无缝集成。具有视觉伺服、自主导航与遥操作等开箱即用的功能程序。

 

其计算单元支持外接设计，便于研究者根据需要搭载高性能计算设备。

模块化末端执行器支持快速更换夹爪或吸盘，提升任务适应性。

 

 

四、高效部署：提升科研可及性的关键特性

Stretch3开源操作机器人具备出色的可部署性（Deployability）。开箱后可在数小时内完成基础配置并运行基本任务，大幅缩短系统搭建周期。

尤为难得的是，它提供简洁的Python API——这在主流移动操作平台中极为少见，显著降低了控制与算法集成的门槛。

研究者无需深入底层系统，即可快速实现原型开发与实验验证，将精力聚焦于“创新本身”。

 

 

与此同时，其开放的仿真环境支持Gazebo、ROS 2与MuJoCo，便于实现从仿真到实机的平滑迁移，提升研究的可复现性。

 

五、聚焦真实场景：适配家庭服务机器人研究需求

Hello Robot移动操作机器人Strech 3基于大量人体测量数据而设计，充分考虑了家庭服务机器人的应用场景。

其尺寸、重量与操作范围均针对家庭环境优化，已在多个研究项目中用于物体拾取、开关门、插拔电源等典型任务验证，尤其在依赖力反馈的物理交互任务中表现突出。

 

• 宽度34cm，小于成人髋宽，轻松通过标准门框；
• 摄像头高度131cm，介于坐/站视高之间，视角接近人类；
• 工作范围从地面至110cm以上，覆盖厨房台面、床沿等关键区域。

这些设计确保Strech 3机器人在真实家居环境中“可行可用”，采集的数据也更适合训练面向人类空间的视觉与操作模型。

 

Hello Robot具身智能平台不止于实验室。其开放扩展接口支持激光雷达、自定义夹爪等模块接入，已在助老助残、清洁整理、远程交互等场景展开探索。更重要的是，统一硬件平台提升了研究成果的“可复现性”，加速了整个领域的发展。

 

 

结语：少即是多，让研究回归本质

Hello Robot的目标不是打造消费级产品，而是为研究者提供一个可靠、可扩展的移动操作平台。Hello Robot 移动操作机器人Stretch 3以“够用即美”的设计哲学，降低了具身智能机器人研究的系统性门槛。

 

 

对于科研者，它是高效的“研究加速器”——已有用户借助其高效部署能力完成实验并发表国际论文，让研究从“调硬件”回归“创算法”；

对于产业界，它是通往家庭服务机器人的有力原型，开箱即用的设计与模块化扩展性，大幅缩短从验证到落地的试错周期。它或许不是参数最强的机器人，但凭借实用的设计理念，正成为科研与工程转化中值得信赖的具身智能平台——让研究者少调一天硬件，多出一天思考，这才是对“创新”最实在的推动。

 

 

【版权声明】

本文部分技术内容及数据援引自论文《The Design of Stretch: A Compact, Lightweight Mobile Manipulator for Indoor Human Environments》，发表于IEEE ICRA 2022。

项目主页：https://github.com/hello-robot

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✅ 感谢论文的核心贡献者：

Charles C. Kemp（查尔斯·坎普）

Aaron Edsinger（亚伦·埃德辛格）

Henry M. Clever（亨利·克莱弗）

Blaine Matulevich（布莱恩·马图列维奇）