電子發燒友網報道（文/黃晶晶）日前，人形機器人公司Figure AI宣布推出全新一代Figure 02人形機器人產品，可謂在硬件和軟件上都進行了從零開始的重新設計。Figure AI創始人兼CEOBrett Adcock表示，Figure 02概念設計評審在2023年2月，歷時18個月研發而成。他認為這是地球上最先進的人工智能硬件產品。

Figure 02的全新設計

Figure 02人形機器人全身裝備6個RGB攝像頭，分別位于頭部、胸前和后背，通過其 AI 驅動的視覺系統感知和理解物理世界。

靈巧手方面，Figure 02配備第四代機械手，具備16個自由度，擁有與人類相當的力量和靈活性，能夠完成多種精細操作任務。

此外，機器人內部的電池組為2.25 千瓦時 (KWh) 定制電池組，容量提高50%，從而最大程度地延長機器人的運行時間。Figure AI高管表示，希望每天能夠實現大約 20 小時的有效工作時間。

Figure 02內置視覺語言模型（VLM），機器人能夠從攝像頭進行語義定位和快速常識性視覺推理。Figure 02在語音交互方面也取得了顯著進步，憑借內置麥克風和揚聲器，以及與 OpenAI 合作訓練的自定義 AI 模型，能夠與人類進行語音對話。

值得注意的是，Figure 02 擁有比 Figure 01 高3 倍的計算和AI 推理能力，由于 Figure 02 的端側算力大幅提升，已經可以完全自主地在現實世界中執行各種任務。

在外觀形態上，Figure 02 采用了全新的外骨骼結構、集成布線的設計。集成布線實現隱藏電線、可靠性更高、更緊密的封裝。

今年1月，Figure 宣布與寶馬合作，在汽車制造工廠部署人形機器人。 其通用型人形機器人Figure 01 在寶馬制造工廠“打工”。此次發布，也展示了Figure 02在寶馬斯帕坦堡工廠生產線上測試的視頻畫面。

靈巧手以及核心零部件

2023年底，特斯拉第二代擎天柱發布。第二代擎天柱搭載了由特斯拉設計的執行器和傳感器、2個自由度驅動頸部、11個自由度手部、觸覺傳感器、執行器集成電子和線束、足部力/扭矩傳感器、鉸接式腳趾等。視頻顯示，第二代擎天柱可以輕松準確地抓取和放下雞蛋，整個過程比較連貫平穩，左手轉右手的整個過程也頗為連貫，展示出其雙手精巧的操控能力。


今年5月宇樹G1人形機器人發布，據介紹G1可選配Dex3-1力控靈巧手，通過力位混合控制，這使得G1能夠模擬人手的精準操作能力，對各種物體進行精確控制。無論是進行砸核桃、搬運重物等常規操作，還是拿取雞蛋等易碎物品，G1都能展現出極高的精準度和穩定性。G1機器人還能夠輕松應對汽水瓶開啟、焊接等精細作業，這些在過去被認為是機器難以勝任的任務，如今在G1的靈巧操控下變得輕而易舉。

剛剛發布的Figure 02，其具備16個自由度的第四代機械手也引起非常多的關注。整個手包含機械、電氣、控制和傳感器等技術。相較于擎天柱二代Optimus Gen 2的手部只有11個自由度，Figure 02擁有更多手部自由度，在靈巧手方面得到進一步進化。

人形機器人手部關節主要的零部件包括空心杯電機、減速器以及觸覺傳感器三大核心。特斯拉每個人形機器人靈巧手單機需要12個空心杯電機和相關行星減速器，單機價值量達2.19萬元，預計到2025年實現3萬臺人形機器人的生產，市場空間將達到6.57億元。

空心杯電機屬于特殊的直流永磁伺服電機，其尺寸通常不超過40mm，采用無鐵芯結構，有無刷和有刷之分。無刷空心杯電機的定子部分采用空心杯繞組和無齒槽鐵芯設計，融合了傳統直流無刷電機的高轉速、長壽命、低噪音特性以及高效率優勢。無鐵芯結構消除了鐵芯帶來的能量損耗，減少重量的同時還能減少機械能的損耗，因此空心杯電機能實現極高的效率。

當前，國內廠商包括鳴志電器、鼎智科技、拓邦股份、兆威機電、偉創電氣、禾川科技等已布局空心杯電機業務。其中，此前傳出鳴志電器已收到特斯拉關于公司空心杯電機送樣測試反饋，并基本確定公司能夠參與未來的特斯拉人形機器人的量產配套。特斯拉方面還向鳴志電器提供了參與認證和量產進度的指引。消息顯示預計鳴志電器將與瑞士Maxon Motor共同為特斯拉人形機器人供貨。

兆威機電首席電控專家陳毅東博士在此前接受電子發燒友網采訪時談到，2024年是人形機器人的元年，國家出臺政策支持這一賽道，且中國擁有完善的產業鏈配套，為人形機器人落地奠定基礎。

他表示，靈巧手是一個非常重要的部件，占整個人形機器成本的10%-15%，根據自由度的程度不同分為全控、半控和耦合控三類。主流控制以電機控制為主。可用步進、BLDC、空心杯電機等。傳感器包括壓電感應式、磁傳感器、接觸傳感器等。人形機器人靈巧手最多可做到24個自由度，能夠比人的手更靈巧，例如人的手很難做到有些關節的動作，人形機器人則能夠做到。又如人形機器人靈巧手可以對無名指和小拇指做到更有效控制。

陳毅東還表示，靈巧手一是手要足夠靈敏，二要足夠聰明，知道不同場景用不同的動作抓握，還能具有肌肉記憶功能。結合大數據大模型，讓手更加智能化。

據悉，兆威機電擁有成熟的無刷空心杯電機及微型精密行星減速器，量產能力得到驗證，將來希望整合傳感器等，自己集成靈巧手。

減速器將伺服電機輸出的高轉速、低轉矩動力有效地轉換為低轉速、高轉矩的動力。這種轉換對于驅動機器人關節運行以及確保機械設備的平穩、高效運轉至關重要。另外，觸覺傳感器幫助人形機器人手部模擬人體觸覺感受，實現精準的觸覺感知。國內外不少傳感器企業都瞄準了這一機會。

此前，邁來芯就推出了一款完全集成的觸覺傳感器 Tactaxis，結構緊湊且柔軟，可提供作用于其表面的 3D 力矢量。這項創新改善了機器人的手和抓具，使得像摘水果這樣的精細操作成為可能。該技術已成功地在功能原型中實現。

這款開創性的原型采用了 Melexis 經過業界驗證的 Triaxis 技術，具有多個 3D 磁力計像素（magnetometer pixels）。該傳感器配有一塊嵌入到彈性材料中的磁體，這樣構成一個柔接觸界面，可模擬人體皮膚的屬性。該裝置具備高靈敏度，因此即使檢測到很小的力也會產生相應的響應。所能夠實現的力分辨率為 2.7mN，足以辨識不足 1 克（約 0.3 克）的重量變化。Tactaxis 原型非常緊湊（尺寸僅為 5mm x 5mm x 5mm），因此適用于狹小空間應用。

此外，長盈精密作為全球領先的精密結構件供應商，其表示公司與Figure AI是合作關系，為其提供人形機器人零組件。

小結：

僅從靈巧手的演進來說，Figure 02已具備16個自由度，未來靈巧手或許比人類的手更加靈巧與更智能化。人形機器人賽道的成長需要一個周期，產業發展務必要解決痛點才能落地。陳毅東博士預測國產人形機器人大約在三年左右時間走入大眾家庭。而包括電機、電控在內的眾多廠商有機會在人形機器人市場獲得更大的發展。