波士頓動力揭曉Atlas人型機器人全新手部設計：捨棄小指換取更高耐用度

稍早，波士頓動力 (Boston Dynamics) 針對旗下新一代純電版Atlas 人型機器人 ，釋出其最新的手部設計細節。有別於產業界多半追求完全「擬真」的五指結構，波士頓動力此次選擇走向功能實用主義，採用僅有四根手指的全新設計，不僅讓自由度 (DoF) 大幅提升，更針對工業與物流現場的靈巧作業進行高度優化。

13個自由度與四指設計：專注於「實用操作」的全自動手指活動

新一代Atlas的手部設計從前一代的7個自由度大幅躍升至13個自由度。波士頓動力團隊將設計重心從單純的「抓住物品」，轉移到複雜的「靈巧操作」。最引人注目的是其四指結構——包含高度靈活的拇指與另外三根手指。

在具體的全自動活動表現上，這套新設計賦予Atlas極高的人機作動相似度。其拇指具備4個自由度，指尖能夠精準地沿著其他三指的長度與寬度滑動。

這樣的設計讓Atlas能輕易完成微小的「捏取」動作 (例如用拇指搓揉小型物件)，或是進行穩固的「三指抓握」。更重要的是，Atlas能夠在緊握電動工具把手的同時，精準地用一根手指扣動電鑽或釘槍的扳機，完全符合真實工業場景的需求。

此外，這套手部系統具備高度的本體感覺 (Proprioception)與反向驅動 (Back-drivability)能力。全手採用關節直驅且執行器完全封裝，沒有外露的易損線纜；當機器手在環境中受到意外撞擊時，關節能夠自然卸力退讓，避免內部齒輪箱損壞，大幅提升在嚴苛環境下的生存率。

至於為何捨棄小指？波士頓動力的技術長Zack (Zachary Jackowski)曾要求團隊成員將小指與無名指綁在一起生活一天，結果發現小指的缺失幾乎不影響日常複雜操作。團隊最終得出結論：小指所帶來的邊際靈活性，並不值得額外增加三個致動器所衍生出的體積、功耗、成本與故障風險。

對比Tesla Optimus：實用主義與極致擬真的路線分歧

若將目光轉向另一家人型機器人指標業者Tesla，其設計思維則呈現截然不同的風貌。

在此之前，Tesla執行長Elon Musk曾透露，旗下Optimus人型機器人的手部將從目前的11個自由度，升級至高達22個自由度的全新Gen 3設計，並且堅持採用完整的五指結構，甚至在指尖搭載密集的觸覺感測器。

Tesla的目標在於極致還原人類雙手，使其能無縫接軌並學習所有人類的操作數據。然而，波士頓動力則顯然認為「最好的零件就是沒有零件」，選擇在滿足所需靈活度的前提下，盡可能降低機械複雜度，藉此換取未來大規模量產時的低成本與高可靠性。

兩者在「通用性」與「耐用量產」之間，做出截然不同的取捨。

筆者看法：當前人型機器人手部設計面臨的嚴苛挑戰

雖然Atlas與Optimus均展現驚人的技術突破，但筆者認為，目前人型機器人在手部活動設計上，仍面臨著難以迴避的物理與技術挑戰。

首先是「空間與力量的極限拉扯」。為了使用專為人類設計的工具與工作空間，機器人的手部尺寸必須被限制在與真人相仿的大小 (Atlas的新手部僅比一般成年人稍大)，要在這狹小空間內塞入足以舉起重物的高扭力致動器，同時解決散熱問題，是一大難題。

其次是「耐用度與維修成本」。人手擁有極高的自我修復與感知能力，但機器手部的數十個微小關節、感測器與馬達，在工廠高粉塵、高震動的環境下，任何一個節點損壞都會導致整隻手臂停工。

最後則是「模擬到現實 (Sim-to-Real)的落差」，如何在虛擬環境中完美模擬柔軟物體 (如線材、布料)的抓取動作，並且將這些強化學習模型無縫轉移到實體機器的感測回饋上，依然是產業界亟需跨越的技術鴻溝。

《原文刊登於合作媒體mashdigi，聯合新聞網獲授權轉載。》