特斯拉 Optimus 計畫:挑戰 50 個致動器的人型機器人手部技術

作者: Veronika Radoslavskaya

在開發具備高度靈巧性的人型機器人競賽中,手部的精細操作能力已成為各大廠商角逐的核心。根據特斯拉(Tesla)近期發布的技術更新與執行長馬斯克(Elon Musk)的公開聲明,Tesla Optimus Gen 3 的手部架構已正式曝光。該設計以「50 個致動器」系統為目標(雙臂合計),旨在消除傳統機器人的生硬感,實現趨近人類的靈活性與操作精度。

50 個致動器的開發目標

針對這項 50 個致動器的開發目標,特斯拉正試圖突破人型機器人領域長期以來的技術瓶頸。雖然目前的機器人手部技術已有所進展,但特斯拉在 V3 架構中所設定的機械規格,無疑將現有的工程界限推向了全新的層次。

  • 每條手臂配置 25 個致動器:相較於早期型號僅具備 11 個自由度(DoF),以及 V2.5 原型機所採用的 17 個致動器配置,馬斯克明確指出,未來的目標是讓每隻手掌與前臂各擁有 25 個獨立致動器。
  • 呈指數級增長的複雜度:根據工程專家的分析,從 V2.5 原型機跨越到此新系統,代表致動器數量與自由度增加了近 200%。若此設計成功落地,將使機器人能從粗重的工業搬運,無縫切換至需要「超人級」精準度的細微工作。

仿生設計:模擬肌肉運動

在仿生設計方面,下一代 Optimus 的重大工程突破源於對人體解剖構造的深度模擬。特斯拉並未嘗試將沉重的微型馬達強行塞入狹窄的掌心或手指中,而是效仿了人類的生理結構——人類控制手指運動的肌肉主要分布在前臂,而非手掌本身。

  • 提升靈活性與減輕重量:透過將大部分致動器安置在機器人的前臂,手部得以保持輕量化。這能顯著降低手臂在快速移動時的慣性,進而提升動作的反應速度與流暢度。
  • 腱式傳動系統:前臂內的致動器透過一套複雜的纜線與腱式傳動系統來拉動手指。理論上,這項技術能實現真正的獨立手指控制,並讓機器人具備動態調整握力的能力,以適應各種不同的抓取對象。

現實挑戰:工業應用優先

儘管 50 個致動器的手部設計堪稱工程界的雄心壯志,但這也為特斯拉的量產時程帶來了現實的挑戰。馬斯克曾公開承認,手部與前臂的開發難度「甚至比機器人其餘所有部分的總和還要高」。

  • 擴大內部部署規模:目前,特斯拉已在其生產設施中部署了超過 1,000 台 Optimus 機器人。以此現有規模為基礎,公司正計畫將包括 Gen 3 在內的下一代機型導入工廠,重點部署於弗里蒙特(Fremont)工廠與德州超級工廠(Giga Texas)。
  • 聚焦工業應用:由於量產微型化、高扭矩致動器的供應鏈極其複雜,特斯拉初期的發展重心將嚴格鎖定在工業領域。其核心目標是利用這些機器人在內部執行重複性勞動,藉此收集龐大的神經網路訓練數據,而非在短期內推向家用消費市場。

特斯拉設定的 50 個致動器目標,反映了其解決機器人技術中最難課題——通用型操作(Generalized Manipulation)的決心。如果特斯拉能夠克服大規模生產這些精密手部的製造瓶頸,Optimus 計畫將在自動化工業勞動力市場中佔據絕對的領導地位。

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