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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……

▲特斯拉人形机器人“擎天柱”（Optimus）现身2022年特斯拉AI Day
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 。

▲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” 。

▲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） 。

▲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：