特斯拉機器人「里程碑」：22個自由度靈巧手來了 三大裝置帶來產業鏈增量
來源：財聯社
《科創板日報》11月29日訊（編輯 桑治子祖） 當地時間11月28日，特斯拉機器人官方帳號發佈新動態：準備了新的手來迎接黑色星期五。影片中，Optimus穩穩地接住迎面拋來的網球並放下，手指可相對靈活地彎曲。
靈巧手是特斯拉二代Optimus最引人注目地方。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」。
據他介紹，與上一代產品相比，該新手/前臂擁有雙倍的自由度（手上有22個自由度，手腕/前臂上有3個自由度）。小K註：人類的手通常被認為具有27個自由度，手部自由度越高，越能做出更加複雜和精細的動作。
Kovac表示，上述影片是在實驗室裡通過遠程操作實時完成的，特斯拉很快就會製造出配備新靈巧手的機器人。
另外，團隊到年底前仍有一些工作需要完成，特別是圍繞擴展觸覺傳感集成（新一代手比上一代的表面覆蓋範圍大得多）、通過肌腱實現更精細的控制。由於所有驅動裝置被移至前臂，這增加了其重量，團隊還在想辦法減輕前臂重量。一個有趣的挑戰是如何讓手指和手掌擁有足夠柔軟度/柔順性的保護層，同時又不影響觸覺傳感。
馬斯克在他的帖子下面回覆：「Optimus團隊幹得漂亮。」
22自由度靈巧手「千呼萬喚始出來」
Optimus上一代靈巧手包含11個自由度，同樣集中於前臂的靈活性，與第一代Optimus原型機難以執行簡單的操作任務相比，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。
22個自由度靈巧手則是「千呼萬喚始出來」。此前5月份，Optimus團隊發佈了Optimus的進展影片，影片中該機器人正在對電池進行分類並在辦公室里走動。馬斯克在影片下方留言，首次透露Optimus的雙手將很快擁有22個自由度。
在特斯拉6月份的股東大會上，馬斯克重申了特斯拉目標（2024年4月23日，第一季度財報電話會議上，馬斯克表示，特斯拉預計到今年年底，Optimus裝置將在工廠執行一系列有用的任務，同時公司的目標是在2025年底之前對外銷售這些機器人），即計劃從2024年底開始小批量試產Optimus機器人，預計2025年全年生產數千至一萬台，用於內部場景使用及訓練，同時他再次提到Optimus的關鍵改進——手部將具備22個自由度，「它可以彈鋼琴，甚至彈吉他。」
在特斯拉10月召開的「werobot」發佈會現場，22自由度靈巧手首次亮相，在屈曲/伸展的基礎上，展示了外展/內收的全新姿態。靈巧手線繩驅動結構醒目，執行器外置在前臂中，手腕可靈活轉動。
中信證券對此表示，這與其對於特斯拉靈巧手方使用「空心杯+絲杠+繩驅」方案的預期吻合。22個自由度分別為5根手指單手指各4個自由度+腕部2個自動度，最大程度地模仿了人類手指最下方關節超過1自由度的結構。
靈巧手為人形機器人核心零部件 國內外企業積極自研
靈巧手目前已經是人形機器人核心零部件之一，主流人形機器人本體廠家都傾向於自研，如特斯拉（Optimus）、Apptronik（Apollo）、優必選（Walker S）、智元（遠征A1）、Sanctuary AI（Phoenix）等。
華安證券研報中指出，靈巧手的性能和成本受其三大核心組件——驅動、傳動和傳感裝置的共同影響。隨著機器人技術的進步，靈巧手的自由度升級提速，越來越向高集成度、智能化發展。據《科創板日報》不完全統計：
10月16日，國家知識產權局信息顯示，智元機器人已於今年6月申請了一項名為「靈巧手拇指、靈巧手和機器人」的專利。專利摘要顯示，本申請涉及機器人技術領域，具體涉及一種靈巧手拇指、靈巧手和機器人，解決了具有3個自由度的靈巧手拇指無法同時兼顧關節解耦和尺寸的問題。值得一提的是，智元機器人在8月發佈的新產品中靈巧手的自由度數達到19個，其中主動自由度由上一代的6個增加至12個。
今年上半年，星動紀元推出了自主研發的靈巧手Xhand，具有12個主動自由度，採用全驅動方案，指尖還配置觸覺傳感器。
Figure AI則在今年8月發佈的第二代人形機器人Figure02，搭載了第四代機械手。根據其官網公開信息，Figure02的靈巧手擁有16個自由度，稱「具有與人類相當的負載能力，可抓取25公斤物體」。
由OpenAI投資的初創企業1X Technologies（以下簡稱「1X」）在今年9月初推出了專為家庭設計使用的人形機器人NEO測試版，手部具有20個自由度，能夠舉起重量超過自身體重兩倍的物體。
國金證券此前發佈研報表示，特斯拉第三代靈巧手相比於第二代的變化為：（1）手部增加了自由度，從11個提升到22個，從而對應的電機數量將可能從原本的6個提升到13~17個；（2）驅動器裝載部位由手部改為手腕。
國金證券稱，基於功能性和長期目標，靈巧手往人手方向發展是大勢所趨。以特斯拉靈巧手為例，該機構分析了自由度增加帶來的產業鏈彈性環節：
驅動裝置上，預計空心杯電機和無刷有齒槽電機將成主流，假設單手用量約13~17個，當前雙手價值量3.4~15.3萬元；
傳動裝置上，當前處於腱繩向絲杠切換的關鍵時間點，假設單手用量13~17套，當前雙手價值量為5.5~13萬元；
傳感器裝置上，觸覺傳感器是價值量最大環節，單手用量約5套，雙手價值量約1351元。
