當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月28日,特斯拉機(jī)器人官方賬號(hào)發(fā)布了一段視頻,,展示了Optimus機(jī)器人穩(wěn)穩(wěn)接住迎面拋來(lái)的網(wǎng)球并放下,,其手指能夠相對(duì)靈活地彎曲。靈巧手是特斯拉二代Optimus最引人注目的地方,。特斯拉Optimus工程師Milan Kovac將最新展示的靈巧手稱為“里程碑式的成就”,。與上一代產(chǎn)品相比,新手/前臂擁有雙倍的自由度(手上有22個(gè)自由度,,手腕/前臂上有3個(gè)自由度),。人類的手通常被認(rèn)為具有27個(gè)自由度,手部自由度越高,,越能做出更加復(fù)雜和精細(xì)的動(dòng)作,。
Kovac表示,上述視頻是在實(shí)驗(yàn)室里通過(guò)遠(yuǎn)程操作實(shí)時(shí)完成的,,特斯拉很快就會(huì)制造出配備新靈巧手的機(jī)器人,。團(tuán)隊(duì)到年底前仍有一些工作需要完成,特別是圍繞擴(kuò)展觸覺(jué)傳感集成(新一代手比上一代的表面覆蓋范圍大得多),、通過(guò)肌腱實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的控制。由于所有驅(qū)動(dòng)裝置被移至前臂,,這增加了其重量,,團(tuán)隊(duì)還在想辦法減輕前臂重量,。一個(gè)有趣的挑戰(zhàn)是如何讓手指和手掌擁有足夠柔軟度/柔順性的保護(hù)層,同時(shí)又不影響觸覺(jué)傳感,。馬斯克在他的帖子下面回復(fù):“Optimus團(tuán)隊(duì)干得漂亮,。”
Optimus上一代靈巧手包含11個(gè)自由度,,同樣集中于前臂的靈活性,。搭載11自由度靈巧手的Optimus能夠完成疊襯衫、在工廠分揀物品等任務(wù),。22個(gè)自由度靈巧手則是“千呼萬(wàn)喚始出來(lái)”,。此前5月份,Optimus團(tuán)隊(duì)發(fā)布了Optimus的進(jìn)展視頻,,視頻中該機(jī)器人正在對(duì)電池進(jìn)行分類并在辦公室里走動(dòng),。馬斯克在視頻下方留言,首次透露Optimus的雙手將很快擁有22個(gè)自由度,。在特斯拉6月份的股東大會(huì)上,,馬斯克重申了特斯拉目標(biāo),即計(jì)劃從2024年底開(kāi)始小批量試產(chǎn)Optimus機(jī)器人,,預(yù)計(jì)2025年全年生產(chǎn)數(shù)千至一萬(wàn)臺(tái),,用于內(nèi)部場(chǎng)景使用及訓(xùn)練。他再次提到Optimus的關(guān)鍵改進(jìn)——手部將具備22個(gè)自由度,,“它可以彈鋼琴,,甚至彈吉他?!?/p>
在特斯拉10月召開(kāi)的“werobot”發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng),,22自由度靈巧手首次亮相,在屈曲/伸展的基礎(chǔ)上,,展示了外展/內(nèi)收的全新姿態(tài),。靈巧手線繩驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)醒目,執(zhí)行器外置在前臂中,,手腕可靈活轉(zhuǎn)動(dòng),。中信證券對(duì)此表示,這與其對(duì)于特斯拉靈巧手方使用“空心杯+絲杠+繩驅(qū)”方案的預(yù)期吻合,。22個(gè)自由度分別為5根手指單手指各4個(gè)自由度+腕部2個(gè)自動(dòng)度,,最大程度地模仿了人類手指最下方關(guān)節(jié)超過(guò)1自由度的結(jié)構(gòu)。
靈巧手目前已經(jīng)是人形機(jī)器人核心零部件之一,,主流人形機(jī)器人本體廠家都傾向于自研,,如特斯拉(Optimus)、Apptronik(Apollo),、優(yōu)必選(Walker S),、智元(遠(yuǎn)征A1),、Sanctuary AI(Phoenix)等。華安證券研報(bào)指出,,靈巧手的性能和成本受其三大核心組件——驅(qū)動(dòng),、傳動(dòng)和傳感裝置的共同影響。隨著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步,,靈巧手的自由度升級(jí)提速,,越來(lái)越向高集成度、智能化發(fā)展,。
今年6月,,智元機(jī)器人申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“靈巧手拇指、靈巧手和機(jī)器人”的專利,,解決了具有3個(gè)自由度的靈巧手拇指無(wú)法同時(shí)兼顧關(guān)節(jié)解耦和尺寸的問(wèn)題,。值得一提的是,智元機(jī)器人在8月發(fā)布的新產(chǎn)品中靈巧手的自由度數(shù)達(dá)到19個(gè),,其中主動(dòng)自由度由上一代的6個(gè)增加至12個(gè),。今年上半年,星動(dòng)紀(jì)元推出了自主研發(fā)的靈巧手Xhand,,具有12個(gè)主動(dòng)自由度,,采用全驅(qū)動(dòng)方案,指尖還配置觸覺(jué)傳感器,。Figure AI則在今年8月發(fā)布的第二代人形機(jī)器人Figure02,,搭載了第四代機(jī)械手,靈巧手擁有16個(gè)自由度,,稱“具有與人類相當(dāng)?shù)呢?fù)載能力,,可抓取25公斤物體”。由OpenAI投資的初創(chuàng)企業(yè)1X Technologies在今年9月初推出了專為家庭設(shè)計(jì)使用的人形機(jī)器人NEO測(cè)試版,,手部具有20個(gè)自由度,,能夠舉起重量超過(guò)自身體重兩倍的物體。
國(guó)金證券分析,,特斯拉第三代靈巧手相比于第二代的變化包括:手部增加了自由度,,從11個(gè)提升到22個(gè),從而對(duì)應(yīng)的電機(jī)數(shù)量將可能從原本的6個(gè)提升到13~17個(gè),;驅(qū)動(dòng)器裝載部位由手部改為手腕,。基于功能性和長(zhǎng)期目標(biāo),,靈巧手往人手方向發(fā)展是大勢(shì)所趨,。以特斯拉靈巧手為例,該機(jī)構(gòu)分析了自由度增加帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)鏈彈性環(huán)節(jié):驅(qū)動(dòng)裝置上,,預(yù)計(jì)空心杯電機(jī)和無(wú)刷有齒槽電機(jī)將成主流,,假設(shè)單手用量約13~17個(gè),,當(dāng)前雙手價(jià)值量3.4~15.3萬(wàn)元,;傳動(dòng)裝置上,,當(dāng)前處于腱繩向絲杠切換的關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn),假設(shè)單手用量13~17套,,當(dāng)前雙手價(jià)值量為5.5~13萬(wàn)元,;傳感器裝置上,觸覺(jué)傳感器是價(jià)值量最大環(huán)節(jié),,單手用量約5套,,雙手價(jià)值量約1351元。