电子 发烧友网报道（文/黄晶晶）日前，人形 机器人 公司 Figure宣布推出全新一代Figure 02人形机器人 产品 ，可谓在 硬件 和软件上都进行了从零开始的重新设计。Figure AI创始人兼CEOBrettock表示，Figure 02概念设计评审在2023年2月，历时18个月研发而成。他认为这是地球上最先进的 人工智能 硬件产品。 的全新设计 Figure 02人形机器人全身装备6个RGB摄像头，分别位于头部、胸前和后背，通过其 AI 驱动的视觉系统感知和理解物理世界。灵巧手方面，Figure 02配备第四代 机械 手，具备16个自由度，拥有与人类相当的力量和灵活性，能够完成多种精细操作任务。此外，机器人内部的电池组为2.25 千瓦时 (KWh) 定制电池组，容量提高50%，从而最大程度地延长机器人的运行时间。Figure AI高管表示，希望每天能够实现大约 20 小时的有效工作时间。Figure 02内置视觉语言模型（VLM），机器人能够从摄像头进行语义定位和快速常识性视觉推理。Figure 02在语音交互方面也取得了显著进步，凭借内置麦克风和扬声器，以及与 OpenAI 合作训练的自定义 AI 模型，能够与人类进行语音对话。值得注意的是，Figure 02 拥有比 Figure 01 高3 倍的计算和AI 推理能力，由于 Figure 02 的端侧算力大幅提升，已经可以完全自主地在现实世界中执行各种任务。在外观形态上，Figure 02 采用了全新的外骨骼结构、集成布线的设计。集成布线实现隐藏电线、可靠性更高、更紧密的封装。今年1月，Figure 宣布与宝马合作，在汽车制造工厂部署人形机器人。 其通用型人形机器人Figure 01 在宝马制造工厂“打工”。此次发布，也展示了Figure 02在宝马斯帕坦堡工厂生产线上测试的 视频 画面。 灵巧手以及核心零部件 2023年底， 特斯拉 第二代擎天柱发布。第二代擎天柱搭载了由特斯拉设计的执行器和 传感器 、2个自由度驱动颈部、11个自由度手部、触觉传感器、执行器集成电子和线束、足部力/扭矩传感器、铰接式脚趾等。视频显示，第二代擎天柱可以轻松准确地抓取和放下鸡蛋，整个过程比较连贯平稳，左手转右手的整个过程也颇为连贯，展示出其双手精巧的操控能力。 今年5月宇树G1人形机器人发布，据介绍G1可选配Dex3-1力控灵巧手，通过力位混合控制，这使得G1能够 模拟 人手的精准操作能力，对各种物体进行精确控制。无论是进行砸核桃、搬运重物等常规操作，还是拿取鸡蛋等易碎物品，G1都能展现出极高的精准度和稳定性。G1机器人还能够轻松应对汽水瓶开启、焊接等精细作业，这些在过去被认为是机器难以胜任的任务，如今在G1的灵巧操控下变得轻而易举。刚刚发布的Figure 02，其具备16个自由度的第四代机械手也引起非常多的关注。整个手包含机械、 电气 、控制和传感器等技术。相较于擎天柱二代Opmus Gen 2的手部只有11个自由度，Figure 02拥有更多手部自由度，在灵巧手方面得到进一步进化。人形机器人手部关节主要的零部件包括空心杯 电机 、减速器以及触觉传感器三大核心。特斯拉每个人形机器人灵巧手单机需要12个空心杯电机和相关行星减速器，单机价值量达2.19万元，预计到2025年实现3万台人形机器人的生产，市场空间将达到6.57亿元。空心杯电机属于特殊的直流永磁 伺服电机 ，其尺寸通常不超过40mm，采用无铁芯结构，有无刷和有刷之分。无刷空心杯电机的定子部分采用空心杯绕组和无齿槽铁芯设计，融合了传统 直流无刷电机 的高转速、长寿命、低噪音特性以及高效率优势。无铁芯结构消除了铁芯带来的能量损耗，减少重量的同时还能减少机械能的损耗，因此空心杯电机能实现极高的效率。当前，国内 厂商 包括鸣志电器、鼎智 科技 、拓邦股份、兆威机电、伟创电气、禾川科技等已布局空心杯电机业务。其中，此前传出鸣志电器已收到特斯拉关于公司空心杯电机送样测试反馈，并基本确定公司能够参与未来的特斯拉人形机器人的量产配套。特斯拉方面还向鸣志电器提供了参与 认证 和量产进度的指引。消息显示预计鸣志电器将与瑞士Maxon Motor共同为特斯拉人形机器人供货。兆威机电首席电控专家陈毅东博士在此前接受网采访时谈到，2024年是人形机器人的元年，国家出台政策支持这一赛道，且中国拥有完善的产业链配套，为人形机器人落地奠定基础。他表示，灵巧手是一个非常重要的部件，占整个人形机器成本的10%-15%，根据自由度的程度不同分为全控、半控和 耦合 控三类。主流控制以 电机控制 为主。可用步进、、空心杯电机等。传感器包括压电感应式、磁传感器、接触传感器等。人形机器人灵巧手最多可做到24个自由度，能够比人的手更灵巧，例如人的手很难做到有些关节的动作，人形机器人则能够做到。又如人形机器人灵巧手可以对无名指和小拇指做到更有效控制。陈毅东还表示，灵巧手一是手要足够灵敏，二要足够聪明，知道不同场景用不同的动作抓握，还能具有肌肉记忆功能。结合大数据大模型，让手更加 智能 化。据悉，兆威机电拥有成熟的无刷空心杯电机及微型精密行星减速器，量产能力得到验证，将来希望整合传感器等，自己集成灵巧手。减速器将伺服电机输出的高转速、低转矩动力有效地转换为低转速、高转矩的动力。这种转换对于驱动机器人关节运行以及确保机械设备的平稳、高效运转至关重要。另外，触觉传感器帮助人形机器人手部模拟人体触觉感受，实现精准的触觉感知。国内外不少传感器企业都瞄准了这一机会。此前，迈来芯就推出了一款完全集成的触觉传感器 Ttaxis，结构紧凑且柔软，可提供作用于其表面的 3D 力矢量。这项创新改善了机器人的手和抓具，使得像摘水果这样的精细操作成为可能。该技术已成功地在功能原型中实现。这款开创性的原型采用了经过业界验证的 Triaxis 技术，具有多个 3D 磁力计像素（magnetomerxels）。该传感器配有一块嵌入到弹性材料中的磁体，这样构成一个柔接触界面，可模拟人体皮肤的属性。该装置具备高灵敏度，因此即使 检测 到很小的力也会产生相应的响应。所能够实现的力分辨率为 2.7mN，足以辨识不足 1 克（约 0.3 克）的重量变化。Tactaxis 原型非常紧凑（尺寸仅为 5mm x 5mm x 5mm），因此适用于狭小空间应用。此外，长盈精密作为全球领先的精密结构件供应商，其表示公司与Figure AI是合作关系，为其提供人形机器人零组件。 小结： 仅从灵巧手的演进来说，Figure 02已具备16个自由度，未来灵巧手或许比人类的手更加灵巧与更智能化。人形机器人赛道的成长需要一个周期，产业发展务必要解决痛点才能落地。陈毅东博士预测国产人形机器人大约在三年左右时间走入大众家庭。而包括电机、电控在内的众多厂商有机会在人形机器人市场获得更大的发展。
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