拆解特斯拉机器人供应链：30 多位从业者看到的泡沫和希望

哈默纳科减速器。来源：哈默纳科官网。

执行器人形机器人的肢体有足够的自由度，可以尽可能模拟人的操作。要让它站稳、学会走路，还要给机器人加装陀螺仪、力传感器、速度传感器和控制器。

直到现在，所有人形机器人都无法做到安静行走，它们每走一步，脚都会重重砸向地面，没有公司能做到精确控制机器人行走时脚的力度。不少公司选择给机器人穿上鞋来缓冲。

很多机器人的脚是一块铁板，无法精确感知行走时路面的反馈，工程师的解决思路是在脚踝上安装六维力传感器，感受重心变化。

六维力传感器的工作方式与电子秤类似，但更复杂。它通过内部三根交叉的弹片的变形程度来测量三个方向产生的不同的压力，弹片每压弯一些，传导出的电信号就增强一些，反馈给控制器，转化成电机可以理解的语言，确定向哪个方向转动，速度是多少。目前业内最先进的六维力传感器对力距的测量误差小于 0.2%。

六维力传感器售价超过 1.2 万元人民币，对大部分机器人公司来说太贵了。特斯拉等公司意图优化软件来替代它，但还没人成功。目前特斯拉采用的六维力传感器来自美国得州的合成材料公司 ATI（和 AMD 收购的加拿大 GPU 芯片公司 ATI 没什么关系）。

让机器人能够像人一样使用各种工具，关键在于手。人手有 27 个自由度（关节能向 27 个方向单独弯曲或旋转）、行动灵活，遍布高敏感的触觉神经，力控能力强大。一位灵巧手公司创始人说，灵巧手的复杂度比机器人其余硬件加起来都复杂。目前主流的人形机器人自由度在 20～50 个，而灵巧手的自由度就有 20 个以上。

特斯拉机器人团队专门设置了灵巧手部门，与运动控制等部门同级。过去三年多，特斯拉的工程师尝试了至少三种差别极大的方案模拟人手，小改动不计其数。

现在特斯拉用钢丝制成的绳驱来模仿人手肌肉组织，他们希望尽量减少机器手运动时产生的动力损耗和迟滞。

工程师们把提供力量的电机放置到手腕里，电机连着钢丝来控制手指弯曲伸展，原理类似提线木偶，目前已经复刻出至少 22 个自由度。

传感器是模拟人类感知能力的关键。业内相对成熟的新型传感器是柔性力传感器——所谓电子皮肤。通过把诸多微型力传感器集成到柔软的材料上，以模拟皮肤的触觉。力传感器在电子皮肤上的排列方式类似于像素点在显示屏上的排列，力传感器密度越高，它对物体轮廓、摩擦力的感知就越细致。

电子皮肤供应商帕西尼可以做到在食指第一节指腹放置超过 100 个力传感器。一家国内的电子皮肤公司创始人说，他们能让机器手摸清楚鸡胸肉后面鸡骨头的位置和轮廓。目前大部分机器人公司都只在机器人指头和手掌处使用电子皮肤。

最后，旭升股份和拓普提供的铝合金结构件最终将各个关节部位连接起来，做成人的样子，就构成了特斯拉人形机器人的基础形状。

特斯拉等公司还仍在探索更多新型传感器模拟人的感知能力。供应商们萌生了很多新奇想法，如用类似烟雾报警器的技术制造嗅觉传感器，用电子罗盘制造位置传感器，但少有公司把它们用到产品中。

2022 年上半年，特斯拉美国的汽车制造生产（Manufacturing Production）部门陆续联系全球数百家公司，要求研发、生产特定零部件。

其中有一些全球领先的老牌精密制造公司，有为月球车造零件的日本谐波减速器制造商哈默纳科、德国数控机床公司舍佛勒、做了 80 年传感器的美国霍尼韦尔、精密轴承制造商日本精工等。

还有数百家中国公司收到了邀请——主要是特斯拉的汽车零部件供应商。特斯拉的工程师列出数百种零件的规格要求，让供应商报价、送样，但没说用在哪里。一家当时只有 20 人的中国触觉传感器创业公司也接到了问询，他们以为是用于汽车座椅按钮。

很快供应商们就发现了这次的订单不同寻常：零部件设计在快速迭代，有时半个月就改一版；精度要求比以往的汽车订单高很多，有的公司自己怎么也搞不定，最后还是特斯拉的工程师给了解决办法。

等到那年 10 月 1 日，浑身外露电线和风扇的第一代 Optimus 机器人在特斯拉 AI Day 登台，一些公司到此时才知道自己参与了人形机器人的研发。发布会上，马斯克允诺这将是 100 亿台保有量的超级生意，会改变全球经济结构。

难度在于马斯克不接受波士顿动力等公司过去 30 年的设计思路，要求做到拟人：