摘要：作为人工智能的实体化表达，人形机器人被设计成既能“思考”也能“行动”像人类。AI系统赋予其“大脑功能”，决定其智能水平和可应用场景的广度；机械部件则赋予其“身体能力”，实现任务操作，并决定了成本下降空间。未来AI+机械的双重演进将决定其普及节奏。
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作为人工智能的实体化表达，人形机器人被设计成既能“思考”也能“行动”像人类。AI系统赋予其“大脑功能”，决定其智能水平和可应用场景的广度；机械部件则赋予其“身体能力”，实现任务操作，并决定了成本下降空间。未来AI+机械的双重演进将决定其普及节奏。
操作系统由AI芯片与运动控制系统组成，是人形机器人最核心的部分。AI芯片负责接收输入信息并通过逻辑处理生成指令，运动控制系统则负责控制各关节高精度执行指令，并提供实时反馈。当前主流AI芯片供应商如NVIDIA，特斯拉则复用其自动驾驶算法于OptIMUs项目。
人形机器人的大脑
执行器是一种能够实现系统内运动的装置，既可以是旋转运动，也可以是线性运动（类似于人类的关节）。所需的自由度越高，执行器的数量也就越多。目前开发中的人形机器人一般具备 16 到 60 个自由度。例如，Optimus Gen2 拥有 50 个自由度，由 28 个执行器驱动（14 个线性、14 个旋转）。这些执行器本身由螺杆、减速器、电机、传感器、滚珠轴承和编码器等组件构成。
线性和旋转执行器由螺杆、减速器、电机、传感器、轴承和编码器组成（如上为Tesla Optimus执行器设计示意）。
结构件是支撑人形机器人身体的材料系统，包括骨架和外壳。Optimus Gen2 在不牺牲结构强度和性能的前提下减重了 10 公斤，主要得益于使用了轻质高强材料，如 PEEK（聚醚醚酮）以及高功率密度的执行器。PEEK 是一种常被用于替代金属的合成材料，具有优异的强度和轻量特性，有助于在保持性能的同时降低整体能耗。
图：人形机器人的身体部分
人形机器人的运动系统可以由电驱动、液压驱动或气动驱动组成，但由于电驱动具有更高的精度和更快的响应速度，正在成为主流设计方案。
人形机器人的三种驱动类型
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根据配置和应用差异，人形机器人BoM成本可能在1万至30万美元之间。
Unitree G1：售价1.6万美元，配置简化，自由度减半Agility Robotics Digit：售价25万美元，定位物流高性能场景来源：走进科技生活
