技术瓶颈的突破

过去的一年人形机器人发展突飞猛进，取得了技术瓶颈的不断突破，实现了从运动控制到精细操作，再到初步实现任务泛化的阶段。从宇树科技、特斯拉Optimus运动控制能力的不断提高，到Figure的具身智能模型上Helix表现出的泛化能力，人形机器人正从技术突破进入到商业化量产的阶段。

在特斯拉的引领下，人形机器人一直是全球的焦点。特斯拉是人形机器人行业的引领者，特斯拉历经三代硬件更新，机器人自主性大大提升。特斯拉人形机器人硬件经历了从原型机到 Gen1 再到 Gen2的迭代升级，Gen3在 2024年年底完成。Gen3的最大亮点在于其灵巧手的升级，极大提升机器人的操作能力和精细动作的执行。2025年，Optimus将进入量产阶段。目前，特斯拉的人形机器人能够在工厂中初步自主完成电池分拣、导航移动、与人类交流互动，并遥控操作下可以接住网球。

宇树科技的机器人产品展示了强大的性能。宇树的产品运控性能卓越，四足机器狗B2-W能够完成托马斯全旋、侧空等高难度动作，并在陡峭山坡、水面、高楼顶旋风冲跳，可负载40kg重物(甚至成年男子)行走。双足机器人G1，部分关节旋转角度可达到180度以上，可做出盘腿、原地站立起身等动作，可实现单腿跳跃等顶尖步态控制。

从各家展示的情况来看，Figure率先取得了泛化能力的突破。当前人形机器人泛化瓶颈主要在于训练数据不足，过去依赖遥操和虚拟仿真收集的数据量严重不足，而且成本高昂，难以解决泛化问题。Figure通过模型创新，大幅减少机器人训练数据需求量。Helix采用双系统协作，系统 2（S2）是预训练VLM，7-9Hz 运行，处理图像、状态和语言命令，提炼语义向量。系统 1（S1）是快速视觉运动策略，200Hz 运行，将 S2 的语义向量转化为机器人动作。用约 500 小时多机器人高质量数据集，自动生成训练对。端到端训练，梯度反向传播联合优化 S1 和 S2，添加时间偏移匹配推理延迟。通过两者端到端联合训练，通过异步部署实现实时控制与泛化的平衡。

从Figure的演示效果看,  1）对从未见过的物品具有泛化能力；2）可以两两机器人协作，这个是以前未见过的VLA形态；3）对于全部的机器人和各种任务，均能用一个神经网络运行。

从运动控制到精细操作再到初步任务泛化，为人形机器人行业从技术突破到商业爆发创造了条件。

国内外玩家百花齐放，科技巨头纷纷下场

特斯拉Optimus与2022年10月初次亮相，在特斯拉的带领下全球人形机器人行业取得了快速发展，主要机器人公司集中在中美两国。海外主要是特斯拉和Figure，国内主要是宇树科技、智元等科技公司、以及小鹏、赛力斯等造车企业，未来还有英伟达、华为等科技巨头纷纷加入，人形机器人的发展已经到了科技巨头纷纷下场，海内外百花齐放的大好局面。

拥抱机器人大时代，全面看好国产供应链

25年预计将进入人形机器人量产的新阶段，科技巨头、车企和其他新进入者纷纷加大投入，2024年全球人形机器人出货数量将达到2000台以上，正式迎来商业化元年，目前主流厂商对于2025年人形机器人出货预测相加已达到4万台左右，马斯克预计 2040年总需求量超过 100 亿台。建议积极拥抱机器人大时代，同时全面看好人形机器人国产供应链。

成本高昂是过去制约人形机器人应用的瓶颈之一，国内供应链的入局正在帮助机器人产业链迅速降本。中国企业在依托强大的成本优势，以及在汽车领域积累的丰富的合作经验，在拓展至人形机器人新赛道时能够迅速响应下游客户的需求，建立起高度互信的合作关系。同时人形机器人中的部分零部件与汽车中的零部件具有同源性，汽车零部件企业可以利用现有的技术和供应链优势，帮助降低人形机器人的生产成本。

传感器是人形机器人实现智能化的必要部件，其中最主要的是力矩传感器、触觉传感器和视觉传感器这三大传感器。特斯拉的人形机器人（Optimus）在感知系统方面使用了一系列传感器来支持其功能和性能。六维力传感器，Optimus最宝贵的传感器之一，主要用于精确测量力和力矩，Optimus使用了4个。关节力矩传感器，用于检测和测量机器人关节处的力矩，Optimus使用了28个，视觉传感器：包括摄像头和其他视觉组件，用于环境感知和导航，Optimus使用了3个。触觉传感器：用于感知接触和物理交互，Optimus使用了10个。力矩传感器市场空间广阔，预计到2026 年将达到90 亿美元左右。

传感器中六维力矩传感器技术壁垒极高，单体价值量较高，具有很大的空间。主要技术壁垒为：制造难度较高；而且各维度间的力与力矩存在耦合干扰，结构解耦是问题；同时需要消除六维力传感器系统自身误差以及装配轴重力作用两方面的影响，在标定与校准技术方面有一定的难度；高精度信号处理难度也很高。

触觉传感器是机器人感知环境的重要组件，让机器人通过触摸感知物体的形状、质地等物理特性，从而实现更精确的抓取与操作。是实现精细操作、顺畅与外界环境交互的关键所在。柔性触觉传感器又称为“电子皮肤”，是利用柔性材料的物理特性，将外部的力学量转换为电信息，从而实现对触觉感知的传感器产品。能够实现与环境接触力、温度、湿度、震动、材质、软硬等特性的检测，是机器人直接感知环境作用的重要传感器。柔性触觉传感器具备人类皮肤的柔韧性，可以适应任意载体形状，更利于测量物体表面受力信息、感知目标物体性质特征。柔性触觉传感器主要由基底材料、电极材料、功能层材料构成。基底材料是柔性触觉传感器的基础，是决定传感器弹性形变性能的关键因素。电极材料主要用于传输电信号。功能层材料则是传感器的核心部分，能够将外部的力、温度、湿度等物理量转化为电信号。

灵巧手是末端执行器的细分品类，能够进行抓取、捏取等精细多样的操作，是人形机器人与外界环境实现较好交互的重要窗口。灵巧手的硬件模块包括三部分：驱动系统、传动系统及感知系统。目前，特斯拉Optimus有60%的工程量集中在灵巧手上。其第二代灵巧手拥有22个自由度(腕部3自由度)，比上一代(6执行器，11自由度)自由度增加一倍。第二代腱绳方案灵巧手缺点是手指精度和重复精度不够高，精度在毫米级，腱绳控制在手腕，负载不大，力的控制不太好；优点是透明度和自由度高、灵活性好，适合复杂操作，适用于生活场景、非工业场景。所有自由度的参数和位置都需要进行模仿学习，未来可泛化到更少自由度上的手上。

灵巧手的性能直接确定了人形机器人可以涉足的行业，让用户直接感受到机器人“能做什作为人形机器人商业化落地的“功能触角”。因此，未来灵巧手的方案可能多种多样，取决于应用场景，空心杯、无刷有齿槽、微型丝杠、齿轮传动等方案均可能被采用。未来，多感知融合灵巧手将感知数据在边缘端进行融合，不仅集成触觉，还包括嗅觉及部分视听觉能力，实现更为全面的环境感知和智能响应。

免责声明

榕树官网所发布的内容仅供参考，不构成任何投资建议和销售邀约，不涉及任何商业合作。

未经许可，任何机构和个人不得将官网内容以任何形式使用、复制或传播。

版权归原作者和机构所有，部分文章推送时未能与原作者取得联系，若涉及版权问题，请及时与我们联系。