特斯拉机器人“里程碑”：22个自由度灵巧手来了 三大装置带来产业链增量

　　《科创板日报》11月29日讯（编辑 宋子乔） 当地时间11月28日，特斯拉机器人官方账号发布新动态：准备了新的手来迎接黑色星期五。视频中，Optimus稳稳地接住迎面抛来的网球并放下，手指可相对灵活地弯曲。

　　灵巧手是特斯拉二代Optimus最引人注目地方。特斯拉Optimus工程师Milan Kovac将最新展示的灵巧手称为“里程碑式的成就”。

　　据他介绍，与上一代产品相比，该新手/前臂拥有双倍的自由度（手上有22个自由度，手腕/前臂上有3个自由度）。小K注：人类的手通常被认为具有27个自由度，手部自由度越高，越能做出更加复杂和精细的动作。

　　Kovac表示，上述视频是在实验室里通过远程操作实时完成的，特斯拉很快就会制造出配备新灵巧手的机器人。

　　另外，团队到年底前仍有一些工作需要完成，特别是围绕扩展触觉传感集成（新一代手比上一代的表面覆盖范围大得多）、通过肌腱实现更精细的控制。由于所有驱动装置被移至前臂，这增加了其重量，团队还在想办法减轻前臂重量。一个有趣的挑战是如何让手指和手掌拥有足够柔软度/柔顺性的保护层，同时又不影响触觉传感。

　　马斯克在他的帖子下面回复：“Optimus团队干得漂亮。”

　　22自由度灵巧手“千呼万唤始出来”

　　Optimus上一代灵巧手包含11个自由度，同样集中于前臂的灵活性，与第一代Optimus原型机难以执行简单的操作任务相比，搭载11自由度灵巧手的Optimus能够完成叠衬衫、在工厂分拣物品等任务。

　　22个自由度灵巧手则是“千呼万唤始出来”。此前5月份，Optimus团队发布了Optimus的进展视频，视频中该机器人正在对电池进行分类并在办公室里走动。马斯克在视频下方留言，首次透露Optimus的双手将很快拥有22个自由度。

　　在特斯拉6月份的股东大会上，马斯克重申了特斯拉目标（2024年4月23日，第一季度财报电话会议上，马斯克表示，特斯拉预计到今年年底，Optimus装置将在工厂执行一系列有用的任务，同时公司的目标是在2025年底之前对外销售这些机器人），即计划从2024年底开始小批量试产Optimus机器人，预计2025年全年生产数千至一万台，用于内部场景使用及训练，同时他再次提到Optimus的关键改进——手部将具备22个自由度，“它可以弹钢琴，甚至弹吉他。”

　　在特斯拉10月召开的“werobot”发布会现场，22自由度灵巧手首次亮相，在屈曲/伸展的基础上，展示了外展/内收的全新姿态。灵巧手线绳驱动结构醒目，执行器外置在前臂中，手腕可灵活转动。

　　中信证券对此表示，这与其对于特斯拉灵巧手方使用“空心杯+丝杠+绳驱”方案的预期吻合。22个自由度分别为5根手指单手指各4个自由度+腕部2个自动度，最大程度地模仿了人类手指最下方关节超过1自由度的结构。

　　灵巧手为人形机器人核心零部件 国内外企业积极自研

　　灵巧手目前已经是人形机器人核心零部件之一，主流人形机器人本体厂家都倾向于自研，如特斯拉（Optimus）、Apptronik（Apollo）、优必选（Walker S）、智元（远征A1）、Sanctuary AI（Phoenix）等。

　　华安证券研报中指出，灵巧手的性能和成本受其三大核心组件——驱动、传动和传感装置的共同影响。随着机器人技术的进步，灵巧手的自由度升级提速，越来越向高集成度、智能化发展。据《科创板日报》不完全统计：

10月16日，国家知识产权局信息显示，智元机器人已于今年6月申请了一项名为“灵巧手拇指、灵巧手和机器人”的专利。专利摘要显示，本申请涉及机器人技术领域，具体涉及一种灵巧手拇指、灵巧手和机器人，解决了具有3个自由度的灵巧手拇指无法同时兼顾关节解耦和尺寸的问题。值得一提的是，智元机器人在8月发布的新产品中灵巧手的自由度数达到19个，其中主动自由度由上一代的6个增加至12个。

今年上半年，星动纪元推出了自主研发的灵巧手Xhand，具有12个主动自由度，采用全驱动方案，指尖还配置触觉传感器。

Figure AI则在今年8月发布的第二代人形机器人Figure02，搭载了第四代机械手。根据其官网公开信息，Figure02的灵巧手拥有16个自由度，称“具有与人类相当的负载能力，可抓取25公斤物体”。

由OpenAI投资的初创企业1X Technologies（以下简称“1X”）在今年9月初推出了专为家庭设计使用的人形机器人NEO测试版，手部具有20个自由度，能够举起重量超过自身体重两倍的物体。

　　国金证券此前发布研报表示，特斯拉第三代灵巧手相比于第二代的变化为：（1）手部增加了自由度，从11个提升到22个，从而对应的电机数量将可能从原本的6个提升到13~17个；（2）驱动器装载部位由手部改为手腕。

　　国金证券称，基于功能性和长期目标，灵巧手往人手方向发展是大势所趋。以特斯拉灵巧手为例，该机构分析了自由度增加带来的产业链弹性环节：

驱动装置上，预计空心杯电机和无刷有齿槽电机将成主流，假设单手用量约13~17个，当前双手价值量3.4~15.3万元；

传动装置上，当前处于腱绳向丝杠切换的关键时间点，假设单手用量13~17套，当前双手价值量为5.5~13万元；

传感器装置上，触觉传感器是价值量最大环节，单手用量约5套，双手价值量约1351元。