从WAIC到WRC,灵巧手行业有哪些新趋势?

360影视 欧美动漫 2025-08-13 20:07 3

摘要:传动系统是技术路线分化的核心领域。特斯拉 Optimus 的演进极具代表性,其早期采用 "蜗杆 + 腱绳" 方案,2025 年Q4即将发布的第四代产品则有传闻认为可能转向 "丝杠 + 腱绳" 混合传动,在提升自由度的同时优化了力传递效率;国内企业则多以连杆传动

从本届WAIC到WRC的展商展示来看,当前灵巧手技术呈现 "百花齐放" 的格局,不同厂商基于应用场景选择差异化路线,尚未形成统一的通用方案。

这种多样性主要体现在传动系统、感知方案及驱动方式的选择上,反映了行业在性能、成本与可靠性之间的权衡。

▍灵巧手技术趋势有哪些?

传动系统是技术路线分化的核心领域。特斯拉 Optimus 的演进极具代表性,其早期采用 "蜗杆 + 腱绳" 方案,2025 年Q4即将发布的第四代产品则有传闻认为可能转向 "丝杠 + 腱绳" 混合传动,在提升自由度的同时优化了力传递效率;国内企业则多以连杆传动为主。例如因时机器人 RH56BFX 系列通过连杆和弹簧传动,实现 11 个自由度;兆威机电的灵巧手采用连杆 + 直驱组合,单指节拥有 3 个及以上主动执行单元,模拟人手精细动作。

但是本次年中两场展会,已经有企业实现突破方案局限,例如智元机器人的视触觉五指灵巧手采用丝杠 + 连杆 + 涡轮杆 + 腱绳的多混合方案,灵心巧手和曦诺未来展示 "丝杠 + 腱绳" 方案,从而适应场景更复杂的运动需求。

这或许意味着丝杠+ 腱绳复合方案或许正重回主流。

这本质上是由于技术革新导致,原先腱绳方案的瓶颈也在得到一定解决。

原先特斯拉第三代灵巧手其手腕部布置大量腱绳,电机置于前臂以减轻手部重量,因为腱绳传动的优势在于结构紧凑、重量轻,但存在精度控制难、易磨损等问题,最初特斯拉通过自动张紧器和浮动设计缓解了这些缺陷,但如今国产厂商已经找到了更好的解决办法。

例如腱绳材料中,不少厂商对大讲堂介绍,超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)强度高、重量轻,契合腱绳灵巧手需求,而且中国产能占全球近50%,同益中、南山智尚等企业的抗蠕变型产品已达到国际水平,证明了该类技术路线的迭代可能性。

感知方案方面,触觉传感器已成为灵巧手标配,但技术实现各有侧重。例如星动纪元 XHand1 采用触觉阵列传感器,增强环境交互能力;帕西尼 DexH13 则创新性地融合多维触觉与 AI 视觉双模态,搭载 1140 颗 ITPU 触觉传感单元,提升复杂场景下的感知精度。这些传感器不仅能检测力的大小,还能识别物体纹理、温度等特征,为自适应抓取提供数据支撑。

机器人大讲堂发现,触觉手目前的技术升级路线,大多围绕如何提升环境交互能力进行,当前主流产品正从单点式向高分辨率阵列式演进,例如优必选等企业的自研方案已采用阵列式排布,覆盖指尖、指腹等区域。但是从展商展示的情况来看,压阻式传感器因灵敏度高、制备简单、产业链成熟依然是目前主流,但柔性与耐用性有待提升。

灵巧手的技术挑战体现在硬件与软件两个层面。硬件上,高自由度与紧凑结构存在天然矛盾,需要在有限空间内集成大量驱动部件,同时控制重量与体积。如果不考虑特斯拉灵巧手类似通过电机后置缓解空间压力,则要求厂商集成能力再上新台阶,而且对传动效率提出更高要求。成本控制也是关键,上半年大多本体厂商的机器人不再标配灵巧手,基本就是空心杯电机、微型丝杠等核心部件价格依然高昂,限制了手的大规模应用,企业仍然正在积极通过工艺改进与产业链合作降低成本。

软件层面,高自由度带来的控制复杂度呈指数级增长,本次WRC,曦诺未来展出25个自由度(20个自动自由度)产品并且真机演示后,资方已经在疯狂试探。因为高自由度运控太难了,传统基于规则的算法难以应对,深度学习在2025年上半年一度成为主流解决方案。但灵巧手领域缺乏大型开源数据集,数据获取依赖人工示范、仿真模拟等方式,成本高且效率低,因此部分企业也正探索端到端算法、VLA 模型等先进技术,减少对数据量的依赖,提升控制算法的泛化能力。

从场景适配角度看,因为落地必然是未来2~3年的主要需求,灵巧手技术路线的选择需与应用需求紧密结合,这也使得能满足工业场景的灵巧手受到重视,例如赛博格的Cyborg-H01类人仿生腱绳灵巧手就吸引了不少关注。

一般认为工业场景侧重可靠性与负载能力,多采用连杆传动的欠驱动方案;家庭服务与医疗领域对灵活性要求高,全驱动与腱绳传动更具优势;科研教育则需要平衡性能与成本,形成多样化选择。Cyborg-H01这种新方案,却能轻松抓起10KG的重物,单指尖10N的受力能力,让人感慨仿生设计的工程价值。这也反映出灵巧手这种场景驱动的技术分化,预计将在未来 3-5 年持续存在,随着量产规模扩大,部分方案可能因兼顾了成本、性能等特性而成为主流。

▍三类玩家的差异化策略

本次年中两个展会,可以基本判断,灵巧手市场的参与者已经分为本体自研派、灵巧手新势力、零部件延伸派三大阵营,各自凭借独特优势占据细分领域,共同推动行业发展。这种多元竞争格局既反映了行业的新兴性,也预示着未来整合的可能性。

其中,本体自研派以机器人整机企业为核心,但是试图通过自研灵巧手实现整机性能优化。例如星动纪元 XHAND1 具备 12 个全主动自由度,食指多一个侧摆自由度,可完成旋拧动作,适配制造工业、家政康养等场景;优必选 Walker S1 灵巧手集成 6 个阵列式触觉压力传感器,依托全栈式操作策略库,在工业场景中表现突出。这类企业的优势在于整机协同设计,能够将灵巧手与机器人运动控制、环境感知等系统深度融合,但对整机企业而言,如果量产以及落地产能不大,面临研发投报比难平衡、迭代周期长的挑战。

灵巧手新势力专注于核心技术突破,以初创企业为主,灵活性高且聚焦度强。例如因时RH5EG1系列高自由度仿人五指灵巧手,具有14主动自由度,18个可运动关节,指尖抓握力高达2kg,掌内集成13组高灵敏度触觉传感器,结合力觉、位置等多维传感技术,已经在生产组装、家庭服务等场景实现商业化落地;灵巧智能 DexHand021 拥有 19 个自由度,使用寿命超 150,000 次,支持 15 种类人手功能操作;强脑科技 BrainCo 智能仿生灵巧手Revo 2可完成0.1mm的亚毫米级操作精度,握力5KG,承载20KG,抓重比高达52.6,为具身智能灵巧操作提供了无限可能。这些企业凭借技术创新快速切入市场,但大多不构成核心营收,竞争焦点在于平衡性能与成本,以及快速响应下游场景需求的能力,市场短期仍较为收敛。

零部件延伸派从电机、减速器等核心部件切入,具备供应链优势。例如驱动系统中,空心杯电机因无铁芯设计具有高功率密度,是高自由度灵巧手的首选。兆威机电就基于该技术,引进瑞士AGIE 线切割机、MAKINO 等顶级设备,突破了 0.5mm 以下小模数齿轮精密加工技术,让4mm 无刷空心杯电机实现小批量产,最终开发的灵巧手集成自研微型减速器、电机及传感器,拥有 17 个自由度,负载 3kg,适配物流、工业自动化等场景;而雷赛智能开发的 DH 系列灵巧手具备 20 个自由度,其中 15 个为主动自由度,在灵巧性、负载能力等指标上达到国际先进水平;江苏雷利、鸣志电器等电机企业也通过核心部件优势,逐步向灵巧手系统延伸。这类企业的优势在于成本控制和供应链稳定性,但未来持续迭代创新,可能仍需补足系统集成能力。

不同玩家的技术路线选择也反映了市场定位差异。本体自研派更倾向于全驱动方案,以匹配整机的高端定位,如星动纪元 XHAND1、宇树科技 Dex5-1 均采用高自由度设计;灵巧手新势力则在成本与性能间寻找平衡、创新,因时机器人的 6 自由度方案、灵心巧手的分级产品线(从 0.88 万到 88.88 万元)均体现了这一思路;零部件延伸派则依托自身技术积累选择传动方案,兆威机电的连杆 + 直驱、雷赛智能的滚珠丝杠传动均与其零部件优势相关。

不同玩家的涌现,导致产业链上游的驱动电机、传动系统及触觉传感器被视为最具潜力的增长点,吸引了大量资本与研发投入。这是由于灵巧手产业链价值分布中,上游企业占据20% 的价值份额,这也导致了资本会进而综合评估灵巧手企业产品技术含量与市场竞争的能力。

就护城河而言,上游核心零部件技术壁垒相对高、认证周期长,利润率相对稳定;中游系统集成企业却受规模效应影响大,因时等头部企业虽然通过量产降低单位成本形成竞争优势,但后来者却大多出货量还达不到量产要求;下游应用则有更快的市场响应速度,可以随场景拓展不断创新,推动产业链升级。这种价值结构也决定了投资热点——当前资本更关注上游国产替代机会和中游具备快速迭代能力的企业。

▍结语与未来

从展会来看,一个老生常谈却又基本形成共识的点在于,灵巧手作为人形机器人的核心执行末端,其发展水平直接关系到人形机器人与物理世界交互的能力,从技术演进到产业落地,从核心零部件到系统集成,灵巧手行业正处于快速成长的关键期,尤其随着国内外企业的持续投入、政策支持的加码以及应用场景的拓展,这一领域有望在未来几年实现突破性进展。

其中,深度仿生是灵巧手长期发展的方向,主要意义在于真正实现对人类手部功能的全面模拟、超越。例如结构上,通过模仿人手骨骼、肌腱的力学特性,让灵巧手更符合人类女性、男性的大小,或者提升运动的自然性与能量效率。控制算法上,基于大规模人手运动捕捉数据的训练,将提升灵巧手的泛化能力,减少对特定场景的依赖。深度仿生的价值不仅在于功能模拟,更在于能降低人类与机器人的交互成本,使灵巧手能够更好地使用人类工具,加速其在家庭服务、办公场景的普及。这也使得电子皮肤作为下一代仿生技术,是实现大面积覆盖和多参数感知的基础,华威科、汉威科技等部分企业正在冒出头。

新型灵巧手产品趋势主要体现在AI 大模型与灵巧手的结合上,因为操作主要还是在于手部,那么如果灵巧手支持操作技能的快速学习与迁移,通过云端训练与边缘部署,灵巧手能够不断积累操作经验,适应新任务、学习新技能,未来机器人是不是可能买一只手就完全足够?

本次大多厂商的论调在于,产业生态的完善正在支撑灵巧手的规模化应用。标准化是其中重要趋势,接口与通信协议的统一将降低不同厂商产品的兼容成本,推动模块化设计与零部件通用化,主流厂商目前基本都支持更加灵活的API接口。

可以预见,未来 5-10 年,灵巧手将经历从 "实验室原型" 到 "消费级产品" 的转变,成本下降与性能提升的双重驱动,会使其在家庭服务、医疗康复、工业自动化等领域的渗透率快速提升。

部分机构的预判更为明确:当灵巧手能够以低于 1 万元的成本实现 15 个以上自由度时,人形机器人将真正具备进入家庭的条件,开启机器人服务的新时代。

来源:机器人大讲堂一点号

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