人形机器人黑科技解密：后空翻、动手指都靠它智东西（公众号：zhidxcom）作者

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智东西（公众号：zhidxcom）
作者|程茜
编辑|心缘
曲折的2022年终于成了“过去时” ，回望过去一年全球机器人重大事件，想必马斯克的特斯拉人形机器人“擎天柱”会高票入选。
自2021年8月马斯克大张声势预告特斯拉要造机器人起，商用人形机器人迅速成燎原之势。 2022年，不仅科技大厂小米、特斯拉的人形机器人相继露面，连家电界设计“天花板”戴森亦宣布将在10年内推出可以做家务的人形机器人。
其中热度最高的特斯拉人形机器人“擎天柱” ，原型机一出场，口碑便两级分化，有人盛赞它是多重技术进步的集大成者，也有人因为它的步履蹒跚大感失望，原本期待特斯拉甩大招，谁料没等来一个能上厅堂下厨房的机器人，却等来一个行动笨拙缓慢的裸露电线版原型机……

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▲特斯拉人形机器人“擎天柱”（Optimus）现身2022年特斯拉AIDay
论身手敏捷程度，比起早就能做跑酷、360°后空翻等极限运动的波士顿动力人形机器人Atlas ，后进者特斯拉“擎天柱”似乎相差甚远。

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▲波士顿动力人形机器人Atlas翻跟头
问题的关键，藏在机器人的“关节”里。
人体的关节决定了做各种动作的灵活性，机器人的“关节”驱动器（Actuator）同样如此。正是因为“关节”设计方法的差别， Atlas与“擎天柱”在运动能力上表现迥异。尽管在灵敏度上逊色不少，但“擎天柱”的驱动器设计凝结了大量的匠心巧思，使其大降功耗成本，堪称是推进人形机器人走向商业化的标杆之作。
已发展数十载的驱动器，为何至今仍是连科技巨头都难啃的“硬骨头”？波士顿动力和小米、特斯拉的“关节”到底有什么不同？背后涉及哪些关键技术及组件？经过与多位机器人从业者交流，本文将从技术到产业链，深扒一颗颗小小的驱动器，如何成商用人形仿生机器人的“命门” 。

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▲特斯拉人工智能日活动展示的人形机器人结构拆解图，橙色部分是驱动器
一、想让机器人玩杂技？先炼好“人工关节”
人形机器人有4大核心组件，分别是传感系统（对应五官）、控制系统（对应大脑）、执行机构（对应四肢）和驱动系统（对应关节组织）。

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▲机器人四大系统（图片来源：CSDN）
走路、下蹲、举手、抓握、搬重物、爬楼梯……机器人的每个动作都离不开驱动系统的支持，驱动器则是撑起机器人运动能力的关键组件，技术门槛、成本都很高。
这是一个“小而精”的技术要地。人体有名有姓的关节共78个，其中使用频率高、承受重量大的关节更易出现磨损和病变。老年人不如年轻人动作麻利，往往是因为关节的灵活性、韧性损坏了。
类似的，人形机器人能否高效精准做各种动作，非常依赖控制肩、肘、腕、指、髋、膝、踝、腰椎等关节部位驱动器的质量。这要求驱动器既要数量多、占空间少、重量轻，又要耐摔扛撞。毕竟一旦“关节”出问题，机器人就“瘫痪”了。
因此，一台行动精准敏捷的人形机器人，其“关节”至少应具备这些特征：