特斯拉人形机器人领域有何进展？

Optimus 进展超预期。

在 2021年 8月举办的首届特斯拉 AIDay上，特斯拉披露了其首款人形机器人“擎 天柱”(Optimus)的概念图。该款人形机器人的身高为 5 英尺 8 英寸，重量为 125 磅，行走速度限制在每小时 5 英里，具备 45 磅的承载能力及 150 磅的硬拉能力， 其控制技术借鉴了电动汽车智能算法，利用特斯拉在自动驾驶系统中的视觉、导 航和 AI 算法技术进行开发。

在 TeslaAIDay2022 上，特斯拉展示了人形机器人的首个实际工作原型，被称为 “Bumble C”。在活动中首次公开亮相并进行了实地演示。原型机具备了基础 的运动和操作能力，展示了简单的手部动作及稳定步行能力。特斯拉已成功实现 从概念到初步原型的过渡，迈出了工业化的关键一步。

新型 Optimus 机器人配备了 2.3kWh 的电池，设计目标是实现一天的持续运行。 其身体结构中整合了 28 个执行器（包括 14 个旋转执行器和 14 个线性执行器）， 而其双手则配备了 12 个关节（每只灵巧手 6 个驱动器）。该机器人的手部设计 模仿人手，拥有自适应抓取能力。手部结构为五指多关节，其中拇指由两个电机 控制，实现弯曲和侧向摆动，拇指采用双电机驱动弯曲和侧摆，其它四指各一个 电机。共计 6 个执行器、11 个自由度，负荷 20 磅，能够自适应抓取角度，具备 工具使用能力、小物件精准抓握能力。Optimus 全身的 28 个执行器分布情况如 下：肩部 6 个，肘部 2 个，腕部 6 个，躯干 2 个，髋部 6 个，膝部 2 个，踝部 4 个。

Optimus 性能迅速提升，应用场景持续丰富。2023 年 3 月，特斯拉对外公布了 其人形机器人 Optimus 的最新进展，运动能力得到了显著提升，机器人现已能够 执行更为流畅的行走、转身以及一些高难度的平衡操作，例如单腿站立和弯腰捡 拾物品。Optimus 在模拟工厂场景中展现了其在物料搬运和精细装配方面的性能， 能够完成如拾取杯子、使用工具等精细操作。2023 年 5 月，特斯拉发布了多台 Optimus 机器人协同作业的动态，体现了其在工业场景中的实际应用潜力，例如 完成物料分拣和搬运，并展示了其在复杂环境中规避障碍和人机协作的能力。 2023 年 9 月，Optimus 的自主学习和任务执行能力显著提升，凭借视觉系统识 别物体，增强了其自动识别物体和完成任务的能力。

2023 年 12 月，特斯拉发布 Optimus 人形机器人的第二代原型，并呈现了该机 器人的最新进展和操作视频。第二代 Optimus 在构造上更为精细，外观更加符 合人体结构，引入了 2 自由度驱动的全新颈部，重量减轻 10kg。步行速率提升 了 30%，脚步力量、扭矩感应更接近人类，视频中机器人展现了跑步、上下楼梯 和迅速转向等复杂动态行为，运动性能趋近人类。第二代产品在手部灵活性和抓 握精度上进一步提升，配备 11 自由度驱动的全新手部，在演示中，机器人完成 双手协作任务，例如搬抬和装配精细部件，增强了执行复杂任务时的适应性。新 Optimus 机器人搭载了升级的视觉识别和处理系统，能够更迅速地识别并适应多 变环境中的动态物体。

第二代人形机器人走入家庭与工业场景，应用价值凸显。2024 年初 Optimus 演 示了折叠衣服的过程，这测试了机器人的精细操作技能和感知技术，体现其在家 庭日常任务中的潜在用途。后续 Optimus 在视频展示中呈现了更加自然的行走姿 态，步态比之前更贴近人类，这说明 Tesla 在改进运动控制算法和动力学设计方 面取得了进展。在 2024 年 5 月 Tesla 发布的 Optimus 演示视频中，Optimus 完 成了分拣电池这一工业任务，机器人能够迅速识别不同类型和状态的电池，并将 其分类到不同的区域，展现出极高的精确度与工作效率，明确表明人形机器人在 工业环境中的应用价值。

2024 年 10 月，Optimus 在 WeRobot 活动中亮相，机器人在演示中完成了多 项精细操作和自主执行的任务，包括抓取物品、协同搬运以及进行轻型组装，并 且体现出在多种环境下的平稳行走能力和对障碍物的动态回避能力，显示了较强 的适应性和灵活的路径规划能力。机器人在演示中表现出对手势和语言指令的响 应，反映出在自然语言处理与人机交互技术方面的进展。特斯拉在活动中透露了 未来 Optimus 的生产计划和商业化路径，在未来几年内加速量产并降低成本，以 便在工业和家庭领域推广应用。同时，特斯拉计划进一步优化软件平台，使用户 能够为 Optimus 定制特定任务的功能。

灵活手再迎升级，水平趋近人类。2024 年 11 月，特斯拉更新视频动态，Optimus 利用其灵巧手在空中完成了接球动作，并在握住球数秒后释放，整个流程动作连 贯，所有动作均通过实时远程操作进行。工程师 Milan Kovac 介绍新一代 Optimus 与上一代相比，手部拥有双倍自由度，手掌拥有 22 个自由度，手腕和前臂部分 有 3 个自由度，接近人类手部灵活度水平。目前人形机器人团队仍需要解决围绕扩展触觉传感集成、通过肌腱实现更精细的控制、减轻前臂重量、在不影响触觉 传感的基础上让手指和手掌拥有足够柔软度保护层等问题。

人形机器人对复杂地形适应度大幅提升。2024 年 12 月，特斯拉公布人形机器人 Optimus 在复杂地面行走方面的最新进展。特斯拉机器人团队选取了遍布杂草与 落叶的地点进行测试，视频中，Optimus 不仅能够完成上下坡动作，并且全程没 有摔倒。该机器人能够通过神经网络控制其电动肢体，无需远程操控即可克服崎 岖地形，并没有使用视觉系统，完全依靠自身的平衡能力来应对复杂地形。

依据对特斯拉 Optimus 人形机器人各部件价值量进行预测，28 个执行器（包括 旋转和线性执行器，即关节）的成本比例接近 50%，传感器的比例为 16.8%， 灵巧手占比为 14.0%，软件的比重为 9.3%。从零部件来看，无框力矩电机、减 速器、六维力传感器、行星滚柱丝杠、空心杯电机和驱动器等核心组件的成本占 比超过 60%。

人形机器人或在两年内投入市场。目前第二代人形机器人 Optimus 已经在弗里 蒙特工厂中进行处理电池的任务，马斯克透露Optimus定价或在2-3万美元区间， 依据此前马斯克公布的 Optimus 量产时间线，最早将在 2025 年底在特斯拉工厂 实现小批量量产，出货量或达千台量级，并于 2026 年对外量产销售。