绿野
灵巧手：人形机器人真正落地的那道关_我的网站
A | 芝能科技出品 今年 7 月，美国自动化促进协会（A3）在 Humanoid Robot Forum 上做了一场座谈，请来三家做灵巧手相关生意的创始人：PSYONIC 的 Aadeel Akhtar、Sanctuary AI 的 Olivia Norton，还有刚被自己另一家公司收购的 Kinisi 创始人 Bren Pierce。 主持人把话题引向人形机器人“另一道最大的难题”，灵巧度，以及背后的数据采集与训练。 诺贝尔奖颁奖季来临，东邻日本再度风光无限，将两个奖项揽入袋中。获奖者分别是坂口志文与北川进，前者与两位美国学者一道，获诺贝尔生理学或医学奖，后者与澳大利亚和美国两位学者一起获得化学奖。 巧的是，坂口志文与北川进都与京都大学有关。北川进在京都大学任教，而坂口志文则于1976年毕业于京都大学医学院。进入21世纪以来，在被世人艳称的日本“诺奖井喷”现象中，京都大学与东京大学一道，双峰并立，先后有多人折桂诺奖，几乎到了拿奖拿到手软的地步。所以此次北川进获奖后，有自媒体报道，京都大学表现得很平常心，未见有高调的吹吹打打之举。 这几个人的答案各不相同，却都绕不开一个事实：人形机器人走到今天，腿能走、身能平衡，真正卡住它的，是那两只手。 一只人手有 27 个自由度，27 块骨头，三十多条肌肉，还有数以千计的神经末梢。 我们靠它拿起鸡蛋、系鞋带、弹钢琴，从来不觉得难。要让机器复刻这种灵活，却是机器人学里最磨人的一道关。 ● 第一关：把足够多的动力塞进巴掌大的地方 灵巧手难，第一难在驱动。
B | 要在跟人手差不多大的体积里，塞进电机、减速器、编码器、传动机构和传感器，还得有力气。 业界主流用空心杯电机，直径往往只有 6 到 8 毫米，功率密度很高，可塞得密了就发热，手指里那点空间散热极难，长时间高负载很容易过热。
C | 特斯拉在第三代灵巧手上把执行器全挪到了前臂，手指靠腱绳远程拉动，就是为了给手部减重、给散热留余地。为此，我特意去京都大学的网站看了一下，发现自媒体的这一说法基本可信，在网站上，对两位获奖者的报道分别各自只有一句话，确实低调得可以。从网站上我还发现，北川进还是京都大学的副校长，这倒是媒体报道时很少提到的。 因为今年的两位获奖者都与京都大学有关，不禁让我回想起今年六月的日本之游，期间我与妻子曾用一天时间在京都大学转悠，一窥这所世界知名大学的风貌，留下了深刻印象。 那是6月19日，吃过早饭，我们就坐地铁往左京区京都大学的方向赶去。
D | 在一般的旅游攻略上，都没有将京都大学纳入其中，但逛大学是我们多年来乐此不疲的兴趣，到京都，当然要到大名鼎鼎的京都大学去转一转。另外一个原因是，我从林文月的《京都一年》一书中读到，京都大学附近有一家“临川书店”，以服务于京都大学的师生为主，以好书多和价钱高而闻名，老板极有眼光，所售之书常常号称“仅此一家有”，如果一本老板认为“别家所无”的好书突然出现在别家，他会毫不迟疑地派人高价收购下来，以维持“物以稀为贵”的原则和自家书店的“信誉”，因此而往往使读书人恨得咬牙切齿而又无可奈何。作为爱书人，这样的书店，自然要去“朝拜”一下。 PSYONIC 的 Ability Hand 反过来，把 6 个无刷电机直接放进手掌和手指，换来 0.2 秒的合拢速度和 490 克的重量，代价是自由度只有 6 个。不过，《京都一年》出版于1971年，我有点担心，半个多世纪了，这家书店是否还依然存在于这个世界上。 在今出川通街出了地铁，步行两分钟左右，这个担心就烟消云散了——“临川书店”就在眼前，它不仅还在，似乎还活得不错，因为在它也就七八十平米多的店中，除了一名店员与经理外，中间还摆放着四张桌子，四个戴口罩的年轻人正在专注地工作。 这里头有个绕不开的取舍：电机离关节越近，控制越直接、响应越快，可手就越重、越热；电机挪远了，手轻了，可传动链变长，精度和寿命又成了新麻烦。如此规模的书店而有这么多的员工，可见应该还活得不错。与经理聊起来才知道，“临川书店”创办于上个世纪20年代初，已经寿登百岁。
E | ● 第二关：连杆、腱绳还是直驱 驱动之后是传动，这是灵巧手路线分歧最大的地方。
F | 连杆传动靠刚性的杆件把动力送到关节，负载和精度都好，工业里很稳，缺点是不够柔，手指掰不过去的地方就是掰不过去。 因时机器人的 RH56 系列、傲意科技的 ROHand 都走这条线，靠它把成本压下来、把可靠性做上去，因时 2025 年单这一系列就卖出了一万多只。后来一个月的日本游下来，有一天我们忽然悟到，原来在日本，百年老店并不稀奇，我对“临川书店”的担心是少见多怪了。
G | 从“临川书店”选了本书后，我们往京都大学进发，很快，就来到京都大学博物馆。
H | 腱绳传动更像人，用柔性线缆模仿肌腱，把电机放在前臂，靠拉索带动手指，轻、灵活、自由度能堆得高。 特斯拉第三代、英国的 Shadow、国内的灵心巧手 L30、宇树 Dex5 都在这条线。 可腱绳的软肋也明显：线缆会磨损、会拉伸、张力会漂移，时间一长关节零位就歪了。 京大博物馆创建于1997年，馆藏260万件标本及文物，是日本最大的大学博物馆。 有调研报告称，特斯拉在工厂分拣测试里灵巧手寿命只有六周，每年换件成本逼近十万美元，腱绳的蠕变和摩擦是主要推手。 复合钨丝腱绳（高测股份基于光伏金刚线技术）抗蠕变达普通产品 200 倍、循环寿命超 160 万次，可单只手用到的钨丝成本就过万元，暂时贵得用不起。我们重点看了自然主题展区中的纳玛象头骨化石与三叶虫、恐龙化石及亚洲黑熊标本。 直驱则是电机直接顶在关节上，没有传动误差、响应快，兆威机电等用它做高精度手，代价是体积大、散热难、末端惯量大。 于是越来越多方案走向混合：丝杠加腱绳、行星齿轮箱加丝杠加腱绳，在灵活和精度之间找平衡。
I | ● 第三关：让手真的“感觉到”东西 光会动还不够，手得知道摸到了什么。人类指尖每平方厘米有近万个触觉像素点，机器人长期是“盲人摸象”，只在指尖放一个单点力传感器。但留下最深印象的，一是文化史展厅中的中国从殷商时代到明清时代的各种器物、钱币，实在是琳琅满目得令人心情复杂。 2025 年这个情况在变。另外一个，是博物馆进门后的大厅左手边的朝外窗户上，悬挂着16世纪朝鲜王朝国王李昖致当时日本国王的汉文国书原件（部分）。
J | 李昖在位41年（1567-1608年），他本人儒学造诣颇深，奉行“百花齐放”政策，故其执政时，朝鲜文化繁荣而有活力，出现了许多优秀的文学艺术家。
K | 6 月，北京通用人工智能研究院和北大联合做的 F-TAC Hand 登上《自然·机器智能》封面，手掌 70% 面积铺了高分辨率触觉传感器，空间分辨率到 0.1 毫米。
L | 帕西尼的 DexH13 集了 1140 个触觉单元，还把 AI 视觉融进来；智元的 OmniHand 在一只 500 克的手上布了 400 多个力控触点，售价压到 9800 元；强脑的 Revo 2 能分辨硬度、纹理、受力方向，现场演示过点火柴。
M | 这些进展让机器人从“握住”走向“感受”。但他不幸与日本强人丰臣秀吉生活在同一时代，1592年，丰臣秀吉兴兵入侵朝鲜，史称壬辰倭乱。李昖这封写给日本国王的信，字体娟秀，文辞古雅，因为不是信的全部，看不出具体的写信时间，但从信的内容看，应是李昖在丰臣秀吉兴兵入侵朝鲜后修书日本国王，表达谴责之意，信中写道：“日本国王殿下：交邦有道，自古而然。二百年来，海波不扬，何莫非天朝之赐，而敝邦亦何负于贵国也哉！壬辰之变，无故动兵，构祸极惨，而及先王丘墓，敝邦君臣痛心切骨，义不与贵国共载一天······”应李昖的请求，中国明朝出兵帮助朝鲜击败了壬辰倭乱，但无论对于朝鲜，还是对于明朝，这都是一场惨胜。 但电子皮肤也有自己的麻烦：反复触碰会磨损，柔性传感器在工厂环境里寿命有限，触觉数据怎么和控制闭环接上，也还在摸索。明朝因投入不菲的人力、物力，削弱了自己的边防力量，这影响了其后来应对清兵的能力，一定程度上为覆亡埋下了伏笔。
N | 李昖这封信，其珍贵性不言而喻，但展示在博物馆大厅的入口附近，却不免显得有些奇怪。不知博物馆方面是基于何种考虑而如此布置，但眼前这封浸透了四百多年历史烟云的信，一睹之下，着实令人感慨遥深。 ● 第四关：手和脑要一起练 前面三关是硬件，最后一关在软件。自由度越高，协调越难；要让二十多个关节听话地配合，离不开触觉、力觉的实时反馈，更离不开能理解任务的大模型。
o | 东亚国家间的这种复杂的互动与相克相生，何其源远流长，而其中的一些戏码，仍未退出历史舞台，思之不禁有动于中。 告别博物馆，向南步行几分钟后，来到京大侧门。
p | 进入校园后，立时感觉满目清凉。 宇树创始人王兴兴最近有个判断：机器人本体、灵巧手这些硬件还有提升空间，但某种意义上已经基本够用，真正的短板在软件层的具身智能大模型，那个领域现在还没人真正突破，处境像 ChatGPT 出现前的一到三年。一座座古朴的红砖楼沉静地掩映于苍翠的树木之间，行走期间，绝少见机动车的影子，楼前楼后倒是一片自行车的海洋。 这里还有个鸡生蛋的问题：没有大规模部署，就采不到足够的真实交互数据；没有够聪明的模型，又没法大规模部署。 灵心巧手估算，大约要一百万台级别的装机量，才能把真实数据集补全，让灵巧手在部署中学会大多数人类技能。这条路，硬件能跑，数据在起步，模型还在概念期。 ● 国外进度：几条不同的路 把视野拉到全球，几家走得各有章法。 ◎ 特斯拉最激进，Gen3 干到 22 个自由度（五指各 4 个加手腕 2 个），执行器 17 个，前臂放电机、腱绳拉手指，还用 O 型圈弹性回弹省掉 4 到 5 个伸展电机，拇指做成了三自由度。这天是周四，距日本大学的暑假还有一个多月，上午时分，校园内却人影寥寥。我们继续向南，不知不觉间，来到了著名的面对学校正门的钟楼前。钟楼的东侧，有一棵挺拔高大、枝叶蓊郁的古树，树下立有一座石碑，立于大正十二年，也即1923年，碑文为时任京都大学校长荒木寅三郎撰写，记述此树由捐赠人德富淇水于20年前捐赠，碑文中感叹，立碑之时，捐赠者已“归道山而树则蔚然曰硕茂，使过者永怀遗教焉。 工程巧思很多，可腱绳蠕变、摩擦、零位漂移这些坑还没填平，量产时间也一再往后推。
q | ”德富淇水是日本著名右翼思想家德富苏峰之父，不太清楚他有何思想垂教后世。京大校徽上的樟树图案，不知是否与此树有关。德富苏峰是日本扩张主义的积极鼓吹者，二战后被列为甲级战犯，而作为西医、教育家的荒木寅三郎，有个臭名昭著的女婿——731部队首恶石井四郎。尽管我心里清楚，株连要不得，但荒木寅三郎的这些社会关系，不由得不让人产生“刮目相看”之感。
r | ◎ Shadow Robot 是另一条路，做了二十多年，24 个关节（20 个主动自由度加 4 个欠驱动），20 个直流电机，腱驱，一百多个传感器跑在 1kHz 上，还接了 BioTac 指尖触觉，ROS 全打通。
s | 它是研究圈的金标准，可一台十万美元往上，重 4.3 公斤，是实验室里的精密工具，不是量产货。 钟楼内有京大校史馆，我们在此盘桓了一个多小时，对京都大学的历史有了粗略的了解。 ◎ PSYONIC 最特别，从假肢起家，Ability Hand 五指、6 自由度、30 个触觉传感器、490 克、0.2 秒合拢，NASA、Meta、Google、Amazon 都在用，Apptronik 的 Apollo、Hexagon 直接把它接上机器人，ABB 拿它做数据采集。
t | 它创办于1897年，是继东京帝国大学（现东京大学）后日本创立的第二所公立大学，起初校名为京都帝国大学，创办之初的目标是培养自然科学人才，后来发展为综合性大学。 它证明了一件事：假肢领域打磨了几十年的五指灵巧和触觉反馈，能直接给机器人用。 ◎ Kinisi 和 Sanctuary 则更务实。Kinisi 把双臂 torso 架在轮式底盘上，手用现成夹爪，先把能干活跑通；Sanctuary 把重心压在移动操作，不执着于一步到位造出最像人的手。虽然是公立学校，但京都大学却处处高举学术自由的大旗，不到四百字的学校办学理念阐述中，“自由”一词出现了三次。 Figure 的 02 代手是 16 自由度，每根手指一个自含的电机加传感单元，指尖能感知低到 3 克的力量，手掌还藏了摄像头做手内视觉，配合 Helix 模型端到端训练。
u | 在京大的发展历史上，也的确可歌可泣地为学术自由奋斗过，最著名的，是1933年的“泷川幸辰事件”。 ● 国内进度：多路线一起冲 国内更热闹，截至 2025 年 3 月相关企业已超 40 家，资本和出货量都在猛涨。 泷川幸辰是法学院教授，他在自己的专著中对“通奸罪”只适用于妻子提出批判，遭到一些政治势力的攻击，并被指有马克思主义倾向。 2025 年国内灵巧手销量 1.92 万只，同比涨了 236%，2026 年预计冲到 7 万只，到 2030 年可能破 43 万只，五年复合增速约 87%。 路线也分几支。 ◎ 连杆派以因时、傲因为代表，靠可靠和低价走量； ◎ 因时的 G2 系列做到 13 个主动自由度、18 个可动关节，整手 990 克、指尖力 20N，已经盈亏平衡。 腱绳和高自由度派冲得最猛。
v | ◎ 灵心巧手的 L30 到 25 自由度，2025 年融了五轮，放话 2026 年交付 5 到 10 万台； ◎ 宇树 Dex5 单手 20 自由度（16 主动加 4 被动），94 个触点，能打扑克、拧魔方； ◎ 曦诺未来的 Flex 1 也是 25 自由度，手掌 380 克，自研 8 毫米空心杯电机和 7 毫米行星滚柱丝杠，扭矩密度做到 322Nm/kg； ◎ 灵巧智能的 DexHand021 Pro 是 22 自由度仿生架构，还先提出了量化灵巧度的评价体系。校方屈服于教育部的压力，对泷川幸辰做出停职处理，结果法学院师生群起抵制，多名教授提出辞呈。 触觉感知派则有帕西尼、强脑、戴盟、智元。这一事件，成为京大历史上耀眼的篇章，至今，无论是校史馆，还是京大的官方宣传材料上，都不惜篇幅对这一事件做浓墨重彩的介绍，法学院师生聚集一处，宣读教授集体辞职的照片，成为京大校史中的经典图像。
w | 1949年，著名电影导演黑泽明根据此一事件拍成故事片《我对青春无悔》，更让京大人对学术自由的追求彪炳史册。 战争中的京都大学是无法回避的篇章。
x | 校史馆中，对此有专章介绍。 ◎ 帕西尼把多维触觉和 AI 视觉合在一起，四个月拿了 10 亿融资； ◎ 戴盟用毫米级视触觉传感器做易碎件柔顺操控； ◎ 智元 OmniHand 把 400 多个触点塞进 500 克的手，9800 元的定价把高自由度手拉到万元以内，2026 年 4 月又亮出 22 加 3 自由度的 Ultra-T，掌内还集了摄像头。
y | 二战后期，随着日军在战场上的失利，京都大学的学生开始被征召走上前线，先后有两百多名在校生死于战场，“神风特工队”中也有京大的学生。校史中对战争的措辞是简略而暧昧的，它没有谴责军国主义，也没有表达对年轻生命的陨落的痛惜，只是说，许多学生之所以义无反顾地走上战场，并非是为国家或天皇而战，而只是为自己热爱的家庭与美丽的京都而战，给人的感觉，仿佛是日本遭受了侵略一般。不过，陈列柜中有一封战死学生的家书原件，给我留下很深印象，信中表示，不惧怕死亡，但同时也流露出对生命的无限留恋之情。 整机厂几乎都在自研，宇树、智元、优必选、星动纪元（XHand 12 主动自由度）、兆威机电（DM17 十七自由度）各显神通。事实上，据《真相：裕仁天皇与侵华战争》（赫伯特·比克斯著，新华出版社2004年出版）一书揭载，日本战败后，京都大学的年轻学生们很快就掀起觉醒的反战浪潮。 对比之下：各有所长，也各有欠账 把国内外摆在一起看，差距很少体现在某一项参数上，更多在各自的侧重点。1951年10月，裕仁天皇准备启程访问京都及其他三个县。
z | 1000多名京都大学的学生举行和平集会，他们发出致“人间天皇”的《公开信》，把矛头对准了重整军备：“我们不得不承认，你现在，在单独讲和与重整军备的日本，还想像过去那样，作为战争意识的支柱发挥作用。”11月12日，当裕仁出现在京都大学时，迎接他的是一幅巨大的条幅，上书：“在曾经是神的你的手上，我们的先辈在战场上被杀死。请你绝对不要再次成为‘神’。 ◎ 国外在高自由度、仿真生态、假肢技术迁移上积累更深：Shadow 嵌进英伟达 Isaac Lab，让全球研究者在仿真里用它训练；PSYONIC 把假肢的触觉和可靠性直接搬过来；特斯拉把自由度和仿生推到极限。 它们的手更像研究级或参考级产品，单项强，可成本和寿命是硬伤。请不要让我们再听‘海之声’”。可惜，这样的光荣篇章，缺席于京都大学的校史馆中。 带着些微失望的情绪，走出校史馆。 ◎ 国内则在成本、量产、供应链、高自由度基础上冲得猛。 因时靠连杆方案一年卖一万多只，灵心巧手喊出十万台年交付，帕西尼四个月十亿融资，智元把高自由度手压到万元档。短板在数据和模型，这是王兴兴说的软肋，也是全行业的软肋。我本以为，高举自由旗帜的大学，应该对战争抱持鲜明的反思与批判精神，而在京大校史馆，我并没有看到这些。 不过，尽管对待历史是暧昧的，但我还是得说，在现实的京大校园中，不难领略自由之风的吹拂。在钟楼右前方，我们遇到一辆彩色的流动小吃车，与经营者年轻的夫妇聊起来，知道他们来自大阪，是几天前临时申请到京大校园内售卖小吃的。 特斯拉的灵巧手在工厂测试寿命只有六周、单只成本超六千美元；同一时间因时靠相对简单的连杆方案卖破万台。极致仿生和稳定量产，眼下还不是一回事。
| 如此高雅的象牙塔，却允许流动小贩进入，这令我们不免称奇。
| 小结 人形机器人真正干活，不能用夹子，灵巧手，难在硬件要小要轻要有力，难在传动要柔要准要耐用，难在传感要密要稳要真，更难在软件和硬件得一起练、一起放量。
| 而京大的正门，矮小低调，无人守卫，任人自由出入，更令我们产生“友邦惊诧”之感。
| 国外的手在精度和生态上先走一步，国内的手在成本和产量上追得很凶。临别之际，站在校门口回望，一位身穿鲜艳和服、气质高雅的白人女士款款从学校里走出，猜想应该是在此任教的老师，惊鸿一瞥中，也能看到这所大学的参差多态。 带着斑驳的感受，傍晚时分，我们告别京大。暮色苍茫中，心中有一个信念是清晰的：别人的幽暗也好，暧昧也好，都属于他们自己，外界其实是很难改变的，下功夫将其优长之处“拿来”，才是聪明之举。
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Published on:15:36:02