人形机器人的“灵巧手”：赛博工匠之手，如何重塑未来世界？.pdf

人形机器人的“灵巧手”：赛博工匠之手，如何重塑未来世界？

汉鼎智库咨询2025-03-21

在科幻电影中，人形机器人总能以灵活的手指完成精密操作——从组装精

密仪器到弹奏钢琴，甚至完成外科手术。如今，这些场景正加速照进现实。灵巧

手，作为人形机器人融入人类世界的“终极接口”，正在技术迭代与产业政策的

双重驱动下，突破物理与智能的边界，成为撬动万亿市场的关键支点。

一、灵巧手：从“哆啦A梦”到“仿生人手”的技术跃迁

早期人形机器人的手部设计曾饱受诟病——笨拙的“钳状手”仅能完成抓

取动作，灵活性甚至不如儿童玩具。而如今，随着驱动、传动、感知系统三大核

心技术的突破，灵巧手已从实验室走向工厂与家庭，成为人形机器人“拟人化”

的核心标志。

1、驱动系统：微型电机的“心脏革命”

传统液压驱动因体积庞大被淘汰，电机驱动凭借高精度、快响应、易控制成

为主流。特斯拉OptimusGen2灵巧手采用空心杯电机，其无铁芯设计使能量

转换效率高达90%，且直径仅15毫米，可密集排布于手掌空间。国内企业如因

时机器人通过优化绕组设计与动平衡技术，将灵巧手成本从10万元降至5万元，

为量产铺平道路。

2、传动系统：从腱绳到丝杠的“力量博弈”

传动系统是决定抓取稳定性与负载能力的关键。腱绳传动凭借柔性排布优势

广泛应用，如特斯拉通过将驱动装置移至前臂，以腱绳远程控制手指，实现轻量

1

化与高灵活度。但腱绳负载能力有限（通常低于15公斤），而微型丝杠方案异

军突起——其通过滚珠丝杠将旋转运动转化为直线拉力，承载力可达腱绳的3

倍以上，尤其适合工业场景中的重型抓取。未来，“丝杠+腱绳”复合传动或成

主流，兼顾力量与灵活性。

3、感知系统：从“盲抓”到“触觉智能”

灵巧手的感知能力正从单一力觉向多模态进化。特斯拉新一代灵巧手配备六

维力传感器，可精准感知抓取力度与方向；柔性触觉传感器则覆盖指尖，实现毫

米级纹理识别。国内企业如柯力传感研发的柔性电子皮肤，已能模拟人类触觉的

80%，为机器人提供“温度感知”与“疼痛反馈”。

二、未来趋势：灵巧手的三大进化方向

在政策扶持与技术迭代的共振下，灵巧手正朝着高灵活度、强负载、智能化

的方向加速进化。

1、自由度跃升：从“机械手指”到“仿生关节”

人类手部拥有27个自由度，而目前最先进的ShadowHand灵巧手仅24

个。特斯拉Gen3灵巧手计划将自由度提升至22个，通过谐波减速器+丝杠组

合，实现拇指对握、指尖捏取等复杂动作。国内宇树科技推出的Dex3-1灵巧手，

已能完成焊接、更换灯泡等精细化操作，自由度数接近人手70%。

2、场景适配：从“通用型”到“专用化”

不同场景对灵巧手的需求差异显著：工业场景需高负载（如开普勒K2单手

负载15公斤），医疗场景需高精度（如达芬奇手术机器人），家庭场景需柔性

交互（如傅利叶GR-1的衣物整理功能）。未来，模块化设计将成趋势——用户

可像更换手机壳一样，为机器人切换“工业夹爪”或“家政软手”。

2

3、智能化闭环：从“程序控制”到“自主决策”

通过AI大模型与具身智能的结合，灵巧手正从“执行工具”进化为“感知-

决策-执行”一体化的智能终端。英伟达必威体育精装版展示的机器人，基于ASAP模型实

现舞蹈动作的自主编排，其灵巧手可实时调整抓握力度以适应物体形变。国内智

元机器人开源的百万级真机数据集（AgiBotWorld），正推动行业从“数据荒”

迈向“智能涌现”。

三、政策与产业链：中国制造的“弯道超车”

中国凭借政策红利与供应链优势，正成为全球灵巧手技术的竞争高地。

政策端：工信部《人形机器人创新发展指导意见》明确，2027年前突破灵

巧手等关键技术，构建国际领先的产业生态。广东、深圳等地率先布局，如深圳

大象机器人推出千元级三指灵巧手myGripperH100，推动低成本商业化。

产业链：谐波减速器（绿的谐波）、微型丝杠（五洲新春）、柔性传感器（汉

威科技）等核心部件国产化率超60%，成本较进口降低40%。优必选、智元等

企业已