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特斯拉Optimus人形機器人再升級,馬斯克表示將量產

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來源:天下車智 侯宇婷


導語:特斯拉將汽車工業的 “制造哲學” 注入機器人領域

當地時間4月2日,馬斯克在社交媒體上發布了特斯拉人形機器人 “擎天柱第二代”(Optimus Gen-2 的最新運動視頻,稱其機器人再次更新, “精準執行器加速自動化”。“步態更穩,擺臂更輕盈,AI 技術與車同源,持續進化”。同時,特斯拉未來將實現“不到5秒就生產出一臺無人駕駛電動車”,并最終達到無人駕駛車的行駛安全水平比人類駕駛安全10倍的目標。


馬斯克表示 Optimus 機器人將于今年開啟試生產,預測今年產能可達 5000~10000 個。特斯拉目標是在 2026 年生產 5 萬個,售價或低于 2 萬美元,方向為 “家庭服務機器人” 市場。據悉,離特斯拉首次公開展示Optimus 第一代機器人經過一年多的時間。

特斯拉人形機器人發展時間線


據了解, 2021 年 8 月的 AI Day,馬斯克首次提出 Tesla Bot 概念,目標是替代人類執行危險或重復性任務。2022 年 10 月,第一代 Optimus 原型機亮相,全身 28 個自由度,能完成澆花、搬運等基礎動作,展示了 FSD 技術移植到機器人領域的可行性。從2023年2月開始,他們啟動了首個人形機器人項目,即大黃蜂Bumblebee。2023 年 9 月,Optimus 通過端到端神經網絡實現視覺分類和單腿瑜伽動作,同年 12 月發布的 Gen-2 版本減重 10 公斤至 63 公斤,步行速度提升 30%,新增 22 自由度靈巧手和觸覺傳感器,可完成 “二指拿雞蛋” 等精細操作。2024 年 4 月,Optimus 進入特斯拉工廠執行電池分揀任務,人工干預率從 30% 降至 5%;10 月在 Robotaxi Day 活動中展示聊天、倒飲料等交互功能,盡管部分動作仍需遠程操控,但標志著向家庭場景邁進。2025 年 3 月,特斯拉宣布 Optimus 量產目標為 5000 臺,零部件儲備可支持 1 萬至 1.2 萬臺產能,中國供應鏈貢獻 40% 核心部件,包括長坂科技的反向式行星滾柱絲杠,成本降低 60%,推動售價低于 2 萬美元。Optimus 的核心突破包括反向式行星滾柱絲杠提升關節負載能力 3 倍、端到端神經網絡實現自主糾錯、多模態大模型支持自然語言交互,以及影子模仿學習大幅縮短技能訓練周期。其應用場景從工廠擴展至家庭服務、醫療和教育領域,預計 2030 年全球人形機器人數量將超 200 億臺。

特斯拉Optimus Gen1與Gen2的主要區別

據【天下車智】查詢資料了解到兩者的區別,主要有以下幾點

(1) 速度和敏捷性。Gen 1:最初的型號行走速度緩慢,步態機械感強,可完成抓取、搬運等簡單動作。 Gen 2:步行速度提高 30%(2024 年 2 月達到 0.6 米/秒,較 2024 年 1 月提升 30%),可 完成深蹲、瑜伽、跳舞等平衡動作。

(2) 重量和平衡。Gen 1:最初的型號缺乏實際應用所需的精細平衡,沒有特別關注減輕重量。 Gen 2:重量減輕了 10 公斤,改善了平衡性,保留了性能和耐力,新增 2 個自由度頸 部、腳部力/扭矩感應和模仿人腳的鉸接式腳趾。

(3) 手和傳感。Gen 1:最初的型號只能揮手,無法完成精細化動作。 Gen 2:設計了全新的靈巧手,所有手指都具有觸覺感應功能,可以完成拿取和放下雞 蛋等精細動作。

人形機器人的總體架構主要包括感知層、決策層和執行層,感知層主要通過各類型傳 感器實時感知機器人的狀態和環境信息,將信息流傳遞給決策層后,經過大模型及算法等 處理分析后得出決策方案,進而由執行層的執行機構完成對應的動作。


(圖源:未來智庫)

根據 2022 年特斯拉 AI DAY 披露,Optimus Gen 1 的執行器數量為 28 個(線性和旋轉各 14 個),包括有 6 種設計類型(三類絲杠和三類無框力矩電機),總體上左右對稱,自上而下 分別為肩部 6 個旋轉執行器、大臂 2 個線性執行器、腕部 2 個旋轉執行器、小臂 4 個線性執 行器、腰部 2 個旋轉執行器、髖部 4 個旋轉執行器、大腿 4 個線性執行器、小腿 4 個線性執 行器。

特斯拉 Optimus 線性執行器的配置為:無框力矩電機+行星滾柱絲杠+力傳感器+編碼 器+驅動器+球軸承+四點接觸球軸承。其中 1)電機:使用特斯拉自主研發的永磁電機。2)絲 杠:使用反向式行星滾柱絲杠,具有較強剛性。3)編碼器:使用一個位置傳感器。4)力傳感 器:由于絲杠沒有反驅性,配置力 傳感器。5)軸承:使用深溝球軸承、四點接觸球軸承。

特斯拉 Optimus 旋轉執行器的配置為:無框力矩電機+諧波減速器+力矩傳感器+雙編 碼器+驅動器+交叉滾子軸承+角接觸球軸承。其中 1)電機:使用特斯拉自主研發的永磁電機。 2)減速器:使用諧波減速器,結構簡單,減速比大,傳動精度和傳動效率較高。3)位置傳感 器:使用兩個,即雙編碼器,包括輸入位置編碼器、輸出位置編碼器。4)力傳感器:使用一 個非接觸式扭矩傳感器。5)軸承:使用角接觸軸承、交叉滾子軸承。

特斯拉 Optimus 靈巧手單手配置為:執行 6 個空心杯關節+傳動 5 個蝸輪蝸桿/繩驅+若 干個傳感器。特斯拉 Optimus 每只靈巧手使用了 6 只空心杯關節,在靈巧手中相應的傳動配 置是:空心杯關節+蝸輪蝸桿+繩傳動,在空心杯關節之后引入了一級蝸輪蝸桿:一方面是針 對線傳動做旋轉方向的轉換,另一方面是利用蝸輪蝸桿的自鎖特性去提升靈巧手的負載(自 鎖)能力。在空心杯關節內,空心杯電機具備高速低扭矩的特點,一般要配合減速箱以實現 較小空間獲得較大手指抓握力,此外還包括編碼器和驅動器等。此外,靈巧手是末端感知和執行的關鍵部位,預計觸覺和力等類型的傳感器將大量使用。

為何扎堆布局人形機器人和 AI 領域兩大領域

今年的deepseek和亮相春晚的宇樹科技機器人,引起國內和國外關注浪潮。也絕非偶然,而是早有布局,必然勢頭。分析無疑有三個原因:賺錢、技術突破、政策支持。

資料顯示,全球人形機器人市場 2024 年才 20 億美元,但到 2029 年預計暴增到 132 億美元,相當于五年翻 6 倍。也許未來工廠里的機器人能分揀電池、裝配零件,家里的機器人能做飯、帶娃,醫院里的機器人能護理病人,甚至太空探索都需要它們當 “先鋒”。

特斯拉算過一筆賬:一個機器人能頂 3 個工人,按美國平均年薪 5 萬美元算,買一臺 1.5 萬美元的 Optimus Gen2,半年就能回本。這太賺錢了吧。隨著引發的一系列如股市市值也隨之攀升誰不想分一杯羹呢!或將成為未來頭部的科技企業。

以前的機器人像 “木頭人”,只能按程序干活。現在 AI 大模型給它們裝了個 “超級大腦”,端到端學習:例如:特斯拉 Optimus Gen2 不用分步驟處理任務,直接看視頻就能生成動作指令。觸覺感知:例如:波士頓動力 Atlas 手指有六維力傳感器,能像人類一樣 “摸” 出物體的軟硬,拿雞蛋不會捏碎,搬箱子不會打滑。自主糾錯:例如:Optimus Gen2 摔倒后 0.3 秒內就能調整重心站起來,而第一代必須人工扶。

這些技術讓機器人從 “工具” 變成 “智能助手”效率比工人高 50%。

除了賺錢和技術的突破,少不了政策支持不然也不會成功。目前來看前期的布局是很多國家把人形機器人當 “戰略武器”。比如能在戰場上搬運彈藥、排雷,甚至和士兵并肩作戰。覆蓋家庭服務(清潔、護理)、柔性制造、教育等領域,甚至探索情緒交互(如通過姿態傳遞意圖)。

人形機器人的未來充滿了無限的可能性,隨著逐步的發展將深刻地影響我們的社會、經濟、文化乃至我們自身的存在。面對這一挑戰,我們需要的不僅是技術的智慧,更需要人文的關懷和倫理的思考。

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