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01 特斯拉机器人今年以来已经梳理了情况
特斯拉人形机器人23H1进展。 基于强大的感知、控制和学习能力，Optimus 能力得到了快速提升。 在感知层面上，擎天柱可以发现并记住周围的环境;在操作控制方面，擎天柱电机具有很强的扭矩控制能力，可以操纵关节接触鸡蛋而不破坏鸡蛋，自由抓取各种物体，还可以用双手完成复杂的任务。 凭借强大的学习能力，AI算法可以识别人类行为并将其复制到Optimus中。
9月，进一步展现了其卓越的运行控制能力和逻辑判断能力
12月** 传感器使用量增加，重量明显减轻
全新优化：颈部增加2个自由度，行走速度提升30%，整体减重10kg。
小腿和脚底的仿生设计：走路时，前脚掌的脚跟先着地，后脚的铰链结构设计，脚后跟抬起，脚前部提供支撑，或者可以增加步幅，走路姿势更加拟人化。
增加传感器的使用：脚上的力和扭矩传感器，或多维力传感器。 灵巧的手有触觉传感器，放在指尖上以指示力。
“深蹲”练习再次证明了擎天柱良好的身体平衡和全身关节控制能力。
灵巧的手是11个自由度的新一代产品，每个手指都有灵活的手指关节和触觉传感器，展示了鸡蛋二次传输的动作，充分展示了视觉+传感器协同的精细操作能力。
02传感器的数量和类别预计将继续增加。
人形机器人传感器的使用是必要的
特斯拉强调端到端控制和精确运动控制，目前视觉模块、压力传感器、位置传感器和编码器已应用于特斯拉的人形机器人。
我们相信，随着人形机器人智能化水平的提高，传感器需求的品类和数量将不断增加，明年IMU、视觉模块、压力传感器、位置传感器等将率先应用于人形机器人产业链。
人机协同力控制，在检测到交互力后，还要使机器人发挥柔顺特性，只有通过末端弹性装置的被动顺从控制不能满足要求，就要采取主动柔顺的策略。
主动柔顺性分为力、位置、混合控制和阻抗控制策略。 对于力位置混合控制，力和位置分开设计控制回路，环境信息匹配，误差较多。 特别是，从运动空间到任务空间的过渡会与接触环境发生碰撞，并且由于接触时间极短，控制器将无法及时做出反应，这可能会对机器人本身或接触环境造成损坏。
阻抗控制策略利用阻抗来测量终端位置与接触力的关系，通过阻抗调节动态相互作用。 例如，可以将传感器的实际反馈力与预期力之间的误差作为外圈力控制的基础，并通过闭环控制来调节位置变量，从而实现端部接触力的顺应控制。 因此，人机交互力传感器是必要的。
近年来，人形机器人的力控制进一步形成了自适应力控制的目标。 当环境模型的位置或系统参数动态变化时，跟踪系统特性的变化，随时修正控制器参数。 智能算法+阻抗控制策略的结合，进一步提高了控制器的精度和鲁棒性。
从广义上讲，“**”分为3类
广义的触觉传感器一般分为3类：硬质、电子式、（柔性）内部接触式传感器。 硬**：主要包含扭矩传感器、力敏电阻传感器、加速度计和变形传感器等，可用于检测碰撞、测量接触力和接触位置等，分布在机器人手腕、脚踝等部位。 大部分电子（柔性）排列成矩阵，形成触觉传感器阵列，部分或全部覆盖机器人等复杂三维载体的表面，通过接触表征被测物体的特性（表面形貌、重量、力、温度等），空间分辨率可达毫米。 在保证其准确性、灵敏度等指标的同时，电子**还需要具有高柔韧性和高弹性。
从传感器类型来看，包括压阻式、压电式、电容式、液态金属型等，性能比较各有优缺点，发展趋势是向柔性化、透明化、可扩展、轻量化、多功能化发展。 电子**还可以用于大面积的人形机器人表面，具有大面积感测和测量表面力的优势。
内部接触式触觉传感器：用于检测机器人各部位的状态，而不是检测被测物体周围的外部信息，如工业机械臂的关节扭矩传感器。
电子**：目前申请或将落地，期待后续国内降本增效方案
我们判断，目前人形机器人的电子产业化是有可能实现的。 一方面，以特斯拉擎天柱为代表的人形机器人已被引入触觉传感器技术解决方案，有望在行业内引发技术变革。 另一方面，能势达等国内企业已经布局了同类产品。
持续关注目前电子**使用中的难点。 一方面，包括碳纳米管材料在内的柔性材料的探索和研究仍在推进中，考虑到柔性、弹性、高灵敏度的要求，目前还没有标准化的材料方案。 另一方面，制造成本仍然居高不下，无论是材料成本还是设备成本，导致在人形机器人中使用电子**还是性价比不高，期待后续的国内降本增效计划。
03 灵巧的双手注意谐波方案的运用
如何理解使用微谐波的优点？
与其他方式相比，微型谐波传输具有体积小、传动比大、运动精度高、传动紧凑、传动效率高、回波差小等特点，可实现零回差传输，适用于光学、医疗器械、光通信、医疗器械光通信、半导体、机器人、激光技术、生物技术、测量机、飞机、航天器等领域。
典型应用案例：德国航空航天中心研制的DLR-和DLR-灵巧手，其中DLR-采用优化的电机+微谐波模块方案，取代了原有的电机+行星减速机方案，直径相对较大，但驱动模块的长度和质量大大减小，重量轻、体积小的特点明显。
小型化结构难以加工，后续量产有明显的成本降低空间。
人形机器人灵巧手微谐波方案渗透应用的后续催化，可能主要源于大规模降本后的性价比，乐观地认为国产头部厂商的低成本解决方案将为谐波减速器在人形机器人中带来新的应用空间。
谐波减速器的核心结构是，柔性轮在波函数发生器的作用下，周期性地与钢鼓啮合，柔性轮旋转一周，与钢轮发生约2齿的相对旋转，从而实现高扭矩输出。 当谐波减速器的尺寸逐渐减小时，铁芯结构仍保留，因此加工难度逐渐增加。 尺寸的减小会影响微谐波齿轮传动的承载能力、啮合质量、精度和传动效率。 相应的成本（包括人工成本、设备折旧、产线自动化水平等因素）可能处于较高水平。
这是报告的节选，是报告的原始PDF
机械设备-机械行业：特斯拉Gen-2发布后，产业链发展有哪些新变化？- 长江 ** [赵志勇， 倪锐] - 20240109 [31页]”。
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