那天回清华参加校庆活动，主楼大厅里赫然展示着各式各样的人型机器人，有能取物开瓶盖的，有能运动踢足球的，有能互动打手势的，林林总总，蔚为大观。
我很好奇那个能踢足球的人形机器人，很关心地询问道这款机器人有多少个关节，工作人员告诉我是12个。讲真，我觉得还挺厉害的。因为我知道能配备12个关节的人型机器人，已经可以完成很多复杂的动作了。
因为在此之前有个朋友告诉我，做这个产品，关节模组其实是核心，而关节数量越多，往往意味着机器人越精细、越像人。虽说骨骼清奇，因人而异，但人周身上下有140-150个自由活动关节，如果把固定关节加上超过300个。许多初创公司的人形机器人产品，能有10个以上的关节数量已经殊为不易，国内领先的产品已经达到60-70个，还创设了柔性关节。不过，国外领先的特斯拉第三代Optimus已超过80个关节。关节数量几乎成为人形机器人迭代的方向。
那为什么说人型机器人的关节模组如此重要呢？
人形机器人的各种动作，如行走、抓握、转动等，都需要通过关节的运动来实现。例如，机器人的腿部关节、髋关节、膝关节和踝关节的协调运动，才能使机器人完成行走的动作；手臂的肩关节、肘关节、腕关节等的配合，才能实现抓取、搬运等操作。关节的类型和数量决定了机器人动作的灵活性和复杂度。因此，一般来说，人形机器人拥有的关节越多，其运动的自由度就越高，能够完成的动作也就越精细和多样化。
关节模组集成了驱动、传动、传感与控制功能，其性能直接关系到机器人的灵活性、精度、负载能力和动态响应性能等。高精度、高扭矩密度的关节模组，可以使机器人的动作更加精准、稳定和有力。比如在工业生产中，需要机器人进行高精度的装配作业，这就要求其关节具有很高的控制精度；而在搬运重物时，则需要关节具备较大的负载能力。
人形机器人的关节设计需要根据其预期的应用场景和任务需求来进行。不同的关节类型，如旋转关节、直线关节、球面关节等，适用于不同的运动方式和操作要求。关节的布局位置也会影响机器人的运动学和动力学特性，进而影响其运动的协调性和稳定性。例如，将关节设计在靠近身体中心的位置，可以降低机器人的整体重心，提高其稳定性和平衡性。
通过控制关节的运动，可以使机器人实现自主的运动规划和任务执行。机器人的控制系统根据任务需求和环境感知信息，向关节发出相应的控制指令，调节关节的角度、速度和力度等参数，从而使机器人完成各种复杂的动作和操作。精确的关节控制是实现机器人高度自动化和智能化的基础，对于提高机器人的工作效率和适应性具有重要意义。
人形机器人在工作过程中，关节需要不断地运动和承受负载，因此其可靠性和耐久性是保障机器人长期稳定运行的关键因素。高质量的关节部件和合理的关节设计可以提高机器人的使用寿命，降低故障率和维修成本。例如，采用高性能的减速器、轴承和电机等关节核心零部件，以及优化关节的结构设计和润滑系统，可以有效提高关节的可靠性和耐久性。
关节模组的发展推动人形机器人的性能提升和应用拓展
随着科技的不断进步，关节技术也在不断创新和完善。新型的驱动技术、传动装置、传感器和控制算法等的应用，为人形机器人的关节性能提升提供了有力支持。例如，电动伺服系统的不断优化使关节的功率密度和控制精度不断提高；智能传感器和控制系统的发展使得关节能够实现更精确的力反馈和运动控制。这些技术的进步推动了人形机器人在工业、服务、医疗、家庭等领域的广泛应用和性能提升。
到此，知道为什么“关节”是人形机器人的“命门”了吧！其实，人也一样，我就很难过为什么10年前没什么跑量就去跑全马？毁掉的膝盖现在都无法完成一次球场的下意识转身，那种针刺难言的痛楚历久弥新。哎，膝盖说什么今年也该治治了。
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