来源：天下车智侯宇婷
导语：特斯拉将汽车工业的“制造哲学”注入机器人领域
当地时间4月2日，马斯克在社交媒体上发布了特斯拉人形机器人“擎天柱第二代”（OptimusGen-2）的最新运动视频，称其机器人再次更新，“精准执行器加速自动化”。“步态更稳，摆臂更轻盈，AI技术与车同源，持续进化”。同时，特斯拉未来将实现“不到5秒就生产出一台无人驾驶电动车”，并最终达到无人驾驶车的行驶安全水平比人类驾驶安全10倍的目标。
马斯克表示Optimus机器人将于今年开启试生产，预测今年产能可达5000~10000个。特斯拉目标是在2026年生产5万个，售价或低于2万美元，方向为“家庭服务机器人”市场。据悉，离特斯拉首次公开展示Optimus第一代机器人经过一年多的时间。
特斯拉人形机器人发展时间线
据了解，2021年8月的AIDay，马斯克首次提出TeslaBot概念，目标是替代人类执行危险或重复性任务。2022年10月，第一代Optimus原型机亮相，全身28个自由度，能完成浇花、搬运等基础动作，展示了FSD技术移植到机器人领域的可行性。
从2023年2月开始，他们启动了首个人形机器人项目，即大黄蜂Bumblebee。2023年9月,Optimus通过端到端神经网络实现视觉分类和单腿瑜伽动作，同年12月发布的Gen-2版本减重10公斤至63公斤，步行速度提升30%，新增22自由度灵巧手和触觉传感器，可完成“二指拿鸡蛋”等精细操作。
2024年4月，Optimus进入特斯拉工厂执行电池分拣任务，人工干预率从30%降至5%；10月在RobotaxiDay活动中展示聊天、倒饮料等交互功能，尽管部分动作仍需远程操控，但标志着向家庭场景迈进。
2025年3月，特斯拉宣布Optimus量产目标为5000台，零部件储备可支持1万至1.2万台产能，中国供应链贡献40%核心部件，包括长坂科技的反向式行星滚柱丝杠，成本降低60%，推动售价低于2万美元。Optimus的核心突破包括反向式行星滚柱丝杠提升关节负载能力3倍、端到端神经网络实现自主纠错、多模态大模型支持自然语言交互，以及影子模仿学习大幅缩短技能训练周期。其应用场景从工厂扩展至家庭服务、医疗和教育领域，预计2030年全球人形机器人数量将超200亿台。
特斯拉OptimusGen1与OptimusGen2的主要区别
查询资料了解到两者的区别，主要有以下几点
(1)速度和敏捷性。Gen1：最初的型号行走速度缓慢，步态机械感强，可完成抓取、搬运等简单动作。Gen2：步行速度提高30%(2024年2月达到0.6米/秒，较2024年1月提升30%)，可完成深蹲、瑜伽、跳舞等平衡动作。
(2)重量和平衡。Gen1：最初的型号缺乏实际应用所需的精细平衡，没有特别关注减轻重量。Gen2：重量减轻了10公斤，改善了平衡性，保留了性能和耐力，新增2个自由度颈部、脚部力/扭矩感应和模仿人脚的铰接式脚趾。
(3)手和传感。Gen1：最初的型号只能挥手，无法完成精细化动作。Gen2：设计了全新的灵巧手，所有手指都具有触觉感应功能，可以完成拿取和放下鸡蛋等精细动作。
人形机器人的总体架构主要包括感知层、决策层和执行层，感知层主要通过各类型传感器实时感知机器人的状态和环境信息，将信息流传递给决策层后，经过大模型及算法等处理分析后得出决策方案，进而由执行层的执行机构完成对应的动作。
（图源：未来智库）
根据2022年特斯拉AIDAY披露，OptimusGen1的执行器数量为28个(线性和旋转各14个)，包括有6种设计类型(三类丝杠和三类无框力矩电机)，总体上左右对称，自上而下分别为肩部6个旋转执行器、大臂2个线性执行器、腕部2个旋转执行器、小臂4个线性执行器、腰部2个旋转执行器、髋部4个旋转执行器、大腿4个线性执行器、小腿4个线性执行器。
特斯拉Optimus线性执行器的配置为：无框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器+编码器+驱动器+球轴承+四点接触球轴承。其中1)电机：使用特斯拉自主研发的永磁电机。2)丝杠：使用反向式行星滚柱丝杠，具有较强刚性。3)编码器：使用一个位置传感器。4)力传感器：由于丝杠没有反驱性，配置力传感器。5)轴承：使用深沟球轴承、四点接触球轴承。
特斯拉Optimus旋转执行器的配置为：无框力矩电机+谐波减速器+力矩传感器+双编码器+驱动器+交叉滚子轴承+角接触球轴承。其中1)电机：使用特斯拉自主研发的永磁电机。2)减速器：使用谐波减速器，结构简单，减速比大，传动精度和传动效率较高。3)位置传感器：使用两个，即双编码器，包括输入位置编码器、输出位置编码器。4)力传感器：使用一个非接触式扭矩传感器。5)轴承：使用角接触轴承、交叉滚子轴承。
特斯拉Optimus灵巧手单手配置为：执行6个空心杯关节+传动5个蜗轮蜗杆/绳驱+若干个传感器。特斯拉Optimus每只灵巧手使用了6只空心杯关节，在灵巧手中相应的传动配置是：空心杯关节+蜗轮蜗杆+绳传动，在空心杯关节之后引入了一级蜗轮蜗杆：一方面是针对线传动做旋转方向的转换，另一方面是利用蜗轮蜗杆的自锁特性去提升灵巧手的负载(自锁)能力。在空心杯关节内，空心杯电机具备高速低扭矩的特点，一般要配合减速箱以实现较小空间获得较大手指抓握力，此外还包括编码器和驱动器等。此外，灵巧手是末端感知和执行的关键部位，预计触觉和力等类型的传感器将大量使用。
为何扎堆布局人形机器人和AI领域两大领域
今年的deepseek和亮相春晚的宇树科技机器人，引起国内和国外关注浪潮。也绝非偶然，而是早有布局，必然势头。分析无疑有三个原因：赚钱、技术突破、政策支持。
资料显示，全球人形机器人市场2024年才20亿美元，但到2029年预计暴增到132亿美元，相当于五年翻6倍。也许未来工厂里的机器人能分拣电池、装配零件，家里的机器人能做饭、带娃，医院里的机器人能护理病人，甚至太空探索都需要它们当“先锋”。
特斯拉算过一笔账：一个机器人能顶3个工人，按美国平均年薪5万美元算，买一台1.5万美元的OptimusGen2，半年就能回本。这太赚钱了吧！而引发的一系列如股市市值也随之攀升谁不想分一杯羹呢！或将成为未来头部的科技企业。
以前的机器人像“木头人”，只能按程序干活。现在AI大模型给它们装了个“超级大脑”。端到端学习：例如：特斯拉OptimusGen2不用分步骤处理任务，直接看视频就能生成动作指令。触觉感知：例如：波士顿动力Atlas手指有六维力传感器，能像人类一样“摸”出物体的软硬，拿鸡蛋不会捏碎，搬箱子不会打滑。自主纠错：例如：OptimusGen2摔倒后0.3秒内就能调整重心站起来，而第一代必须人工扶。
这些技术让机器人从“工具”变成“智能助手”效率比工人高50%。
除了赚钱和技术的突破，少不了政策支持不然也不会成功。目前来看前期的布局是很多国家把人形机器人当“战略武器”。比如能在战场上搬运弹药、排雷，甚至和士兵并肩作战。覆盖家庭服务（清洁、护理）、柔性制造、教育等领域，甚至探索情绪交互（如通过姿态传递意图）。
人形机器人的未来充满了无限的可能性，随着逐步的发展将深刻地影响我们的社会、经济、文化乃至我们自身的存在。面对这一挑战，我们需要的不仅是技术的智慧，更需要人文的关怀和伦理的思考。
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