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具身机器人中那些关键零部件

   2026-03-17 网易2970
导读

今年的科技热词已经从人工智能相关转变为机器人相关。而机器人技术的发展并非只依靠单一技术的突破,而是一系列关键零部件的协同发力。作为连接人工智能与物理世界的核心载体,具身机器人的每一次灵活转身、每一次精

 今年的科技热词已经从“人工智能”相关转变为“机器人”相关。而机器人技术的发展并非只依靠单一技术的突破,而是一系列关键零部件的协同发力。
 
作为连接人工智能与物理世界的核心载体,具身机器人的每一次灵活转身、每一次精准抓取、每一次自主决策,都离不开底层零部件的支撑。这些看似独立的组件,如同人体的骨骼、肌肉、神经与大脑,相互咬合、彼此赋能,共同构成了具身机器人感知世界、交互环境的基础,也决定着其技术上限与产业化进程。
 
机器人“筋骨”——动力核心
 
如果说具身机器人的机身是骨骼,那么驱动类零部件便是其赖以活动的肌肉与肌腱,赋予机器人灵活运动的能力。
 
不同于传统工业机器人的固定动作,具身机器人需要在复杂场景中实现自主移动、关节转动、精准操作,对驱动组件的高精度、高功率密度与小型化提出了极高要求。其中,电机及伺服驱动系统作为动力源头,相当于机器人的“动力心脏”,由无框力矩电机、空心杯电机与驱动器、编码器构成,每一个部件都经过针对性设计,以适配机器人关节的狭小空间与高负载需求。
 
目前,国内伺服行业已实现较高比例的国产化替代,汇川技术、雷赛智能等企业的市占率稳步提升,逐步打破西门子、Maxon等海外厂商的垄断,为具身机器人的规模化生产奠定了基础。
 
与电机相辅相成的,是减速器与丝杠这两类关键传动部件。减速器的核心作用是降低电机转速、放大扭矩,让机器人的关节动作更平稳、更有力,谐波减速器与行星减速器是目前具身机器人关节中的主流选择,单机价值量占比显著,其性能直接决定了机器人手臂的负载能力与动作精度。
 
长期以来,海外厂商占据全球减速器市场的主导地位,日本哈默纳科(Harmonic)在谐波减速器领域的优势尤为明显,但国内绿的谐波、中大力德等企业正加速追赶,凭借高性价比与快速扩产,逐步提升市场份额。
 
丝杠则承担着将旋转扭矩转换为线性运动的重要使命,行星滚柱丝杠因其高精度、高负载特性,广泛应用于机器人四肢部位,特斯拉Optimus单机丝杠价值量超2万元,随着机器人出货量的提升,丝杠市场规模将迎来爆发式增长,国内恒立液压等企业正全力突破技术瓶颈,探索高性价比的国产化路径。
 
在机器人的灵巧操作环节,腱绳的作用同样不可忽视。作为仿生性极强的传动部件,腱绳凭借结构紧凑的优势,在多款灵巧手中得到广泛应用,其材料选择直接影响机器人指尖动作的灵活性与耐用性。目前,超高分子量聚乙烯纤维因性能优异成为重点验证材料,而钢丝绳则凭借成本优势占据一定市场份额,随着灵巧手自由度的提升,腱绳及相关部件的单机价值量将持续增加,其产业验证进展与市场拓展情况,正成为影响具身机器人灵巧操作能力的关键因素。
 
机器人“感知力”——传感部件
 
具身智能的核心逻辑,是机器人通过身体与环境的交互实现认知与学习,而这一过程的前提,是依靠传感部件捕捉各类环境与本体信号,如同人类的神经末梢,将外界刺激转化为可处理的信息。
 
力矩传感器作为最优的力控传感方案,是机器人感知力的核心部件,能够精准监测、检测施加在其上的线性力与旋转力,并将力信号转化为电信号,为机器人的动作调整提供依据。在机器人关节中,力矩传感器几乎不可或缺,双手与双足关节多采用六维力传感器,其他关节则以扭矩传感器为主,随着具身机器人的放量,力矩传感器的市场需求将快速增长,均价也有望逐步下降。
 
目前,全球力控传感器市场仍由ATI、霍尼韦尔等海外厂商主导,但国内坤维科技、柯力传感等企业正加速突破,国产化率稳步提升,为机器人的力控精度提升提供了支撑。
 
除了力觉感知,视觉与本体感知也是具身机器人不可或缺的能力,相关传感部件构成了机器人的“眼睛”与“平衡感”。视觉感知依赖RGB相机、深度相机、激光雷达等设备,能够实现障碍物检测、三维建模与目标定位,为机器人判断环境、规划路径提供视觉依据,禾赛科技、速腾聚创、奥比中光等企业的相关产品,已广泛应用于具身机器人的环境感知场景。
 
本体感知则依靠惯性测量单元、关节位置编码器等部件,帮助机器人感知自身姿态与运动状态,确保行走、转身等动作的平稳性,博世、霍尼韦尔等海外厂商在惯性测量单元领域占据优势,国内华依科技、华测导航等企业也在逐步实现技术突破。
 
这些传感部件的协同工作,让具身机器人摆脱了对预设程序的依赖,能够实时适配动态变化的环境,实现自主决策与灵活应对。
 
机器人“大脑”——芯片与主控模组
 
如果说驱动组件与传感部件是具身机器人的“筋骨”与“神经”,那么芯片与主控模组便是其“大脑”,承担着数据处理、决策规划与动作控制的核心任务,直接决定了机器人的智能水平与响应速度。
 
具身机器人的控制系统分为具身智能系统与运动控制系统,分别对应“大脑”与“小脑”,高算力主控芯片用于“大脑”运行VLA模型,处理多模态感知数据、进行环境理解与任务规划,中低算力主控则用于“小脑”,运行运控算法,实现高精度轨迹控制与关节协同。目前,高算力主控SoC芯片市场仍由特斯拉、英伟达、高通等海外企业主导,但国内地平线、黑芝麻智能等智驾芯片厂商正加速布局,逐步推进国产化替代。
 
主控模组作为芯片的载体,其性能与成本直接影响具身机器人的量产进程。当前,部分具身智能整机厂采用搭载英伟达GPU的工控机作为主控,但随着算力需求的提升与量产的推进,高算力主控模组的渗透率将快速提高,其算力水平正从当前的200-500T逐步提升至500-1000T,同时算法优化正推动算力需求向“效能优先”转型,避免粗放式算力堆砌。国内传统通信模组、域控制器模组厂商正横向拓展至高算力主控模组领域,广和通、天准科技等企业的相关产品,正逐步满足具身机器人的量产需求。随着芯片与主控模组技术的不断迭代,具身机器人的决策速度、智能水平将持续提升,逐步实现“感知-决策-执行”的闭环能力。
 
结语
 
具身机器人的崛起,不仅是人工智能技术的延伸,更是核心零部件技术不断突破的结果。从驱动组件的动力输出到传感部件的感知捕捉,再到芯片与主控模组的决策控制,每一类关键零部件都承载着技术突破的使命,每一次技术升级都推动着具身机器人向更智能、更灵活、更实用的方向迈进。
 
未来,随着技术的持续迭代与产业生态的不断完善,关键零部件的微型化、轻量化、低成本化将成为发展趋势,其协同性能也将进一步提升,为具身机器人拓展至工业制造、医疗健康、家庭服务等更多场景奠定基础。
 
(文/小编)
 
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