近两年,全球机器人研究领域在灵巧操作(Dexterous Manipulation)的竞争,开始重新回到机器人身体结构本身。
根据IEEE Robotics and Automation Society相关论文统计,2025-2026年来机器人触觉感知、软体机器人(Soft Robotics)、腱驱动(Tendon-driven)以及视觉触觉融合(Visuotactile Learning)方向的论文数量持续增长,已经成为ICRA、IROS等机器人顶会的重要研究方向之一。越来越多研究者开始意识到,真实世界中的机器人操作能力,并不只取决于模型规模,更取决于机器人是否拥有与任务匹配的身体能力。
产业界的趋势同样明显。机器人大讲堂梳理上半年311起机器人融资发现,核心零部件以68起融资、21.8%的占比,压过特种、服务和工业机器人,悄然成为第二大赛道。大模型赋予了机器人大脑,运动控制算法让它们站稳了双脚,但在“军备竞赛”的下半场,资本市场以前所未有的速度向整机厂商和零部件企业聚拢。其中,灵巧手产业链更是今年来的投资热门,资本一直试图寻找更具有潜力的灵巧手方向,突破机器人落地的“最后一厘米”。
因为无论是Figure AI的通用工人,还是国内头部厂商的家庭服务机器人,其末端执行器大多仍停留在“能抓握”的初级阶段。刚性接触风险高、功耗保位发热严重、重量体积远超人体规范……这套基于“空心杯电机+减速机”的传统传动方案,已然成为人形机器人从“能走能看”进化到“能干能伺候人”的最大物理瓶颈。
![]()
“直驱肌腱”正是在这样的背景下进入人们的视野。它并不是简单替代传统电机的一种新型执行器,而是重新定义了机器人获得力量的方式。这种新的技术路径意味着,机器人第一次有机会摆脱完全依赖机械传动的运动逻辑,让材料本身成为动力系统的一部分。
【苏州智行腱机器人科技有限公司】(以下简称“智行腱”)是全球率先探索这一技术路线,并且初步实现产业化的企业,其在国际内都十分罕见地形成了一条从电致复合材料、专用驱动芯片,到闭环控制和模块化应用的完整技术路径。
机器人大讲堂近日了解到,该公司围绕直驱肌腱这一底层技术,进一步布局了仿生灵巧手、同构数据手套、灵动双目以及超写实仿真脸等产品,试图构建覆盖机器人执行、数据、感知和交互的仿生末端技术体系,这一系列产品将在8月19日开幕的世界机器人大会上全面展示。
01.
为什么是“肌肉”,而不是电机?
理解智行腱直驱肌腱技术路径的颠覆性,需要回到一个基础物理事实:人类的手,没有电机,也没有减速机。人手靠骨骼+肌腱+肌肉的柔顺协同,实现抓握、揉捏、轻触等精细操作,同时能在不消耗能量的情况下长时间保持姿态。而传统“空心杯电机+减速机”方案的本质是电磁感应→旋转运动→多级机械转换,这一链条带来的物理代价是结构臃肿、重量超标、能耗高企,且与人手运动学模型高度异构,直接导致AI模型训练面临“数据鸿沟”。
因为人类用手抓取一个物体并不是一个简单的动作规划问题,而是一个涉及视觉、力觉、触觉、机械结构和环境反馈的综合系统问题。人类只是按照固定轨迹完成重复动作,而需要在开放环境中与各种非结构化对象持续交互。在这一过程中,传统电机驱动体系的问题逐渐显现。复杂的机械传动链增加了体积、重量和维护成本,而刚性结构也使机器人难以像生命体一样实现柔顺接触。这也是为什么,近年来部分海外机器人企业开始重新探索类似肌腱驱动的技术路线。例如,1X等公司在新一代人形机器人设计中,就尝试通过类似肌腱传动的结构,将驱动单元从手指末端释放出来,以降低末端重量,并获得更加接近人体的尺寸比例和运动方式。
如果说过去灵巧手产业解决的是“如何实现运动”,那么下一阶段产业需要回答的问题可能是如何让灵巧手拥有更接近生命体的运动方式。直驱肌腱探索的,正是手部架构的一种新可能。
02.
全直驱仿生灵巧手:全球唯一的“肌肉驱动”方案
在这一路线中,智行腱的核心突破,在于用电致复合材料模拟人体肌肉收缩机理。该材料在电场激励下产生本征形变,直接将电能转化为机械位移,完全省去减速器、丝杠、腱绳等中间环节,实现仿生直驱,真正打造了目前全球范围内唯一实现直驱、与人手同构、非电机驱动的商业化灵巧手产品。
这一底层逻辑的切换,带来的并非渐进式改良,更像代际式的性能跃迁。直驱肌腱控制的对象,是材料状态。材料形变受到电压、电流、频率以及环境因素影响,需要通过专门的驱动系统进行动态调节。因此,直驱肌腱并不是简单替换一个动力部件,而需要重新构建一套控制体系。
智行腱围绕这一方向布局了专用驱动芯片和闭环控制系统,使材料响应、运动状态和反馈信息形成完整链路。从技术逻辑来看,这类似于人体神经系统与肌肉之间的关系:肌肉负责产生力量;神经负责控制力量输出。对于机器人而言,未来真正先进的执行系统,也不只是拥有更大的输出能力,而是能够根据环境变化实时调整自身状态。
因此,当我们将智行腱的直驱肌腱方案与行业主流的“空心杯电机+减速机”方案放在同一张工程量表上对比时,代际差异一目了然,笔者在这里列举了几项核心优势。
(一)耐冲击性:从精密脆弱到鲁棒抗造
传统方案的致命弱点在于其传动链的精密性。空心杯电机的高速转子与减速机内部的齿轮组、行星架之间依赖微米级的啮合公差。在工业固定场景中,这套精密系统尚能稳定运行;但一旦移植到人形机器人灵巧手上,面对抓取硬物时的瞬时反冲、意外碰撞或振动工况,齿轮齿面极易产生微动磨损甚至断齿,轴承保持架在轴向冲击下也可能发生塑性变形。这些损伤往往是不可逆的,且会逐级放大,最终导致传动背隙增加、控制精度漂移,甚至整手报废。
直驱肌腱则从物理层面绕开了这一隐患。其核心驱动单元电致复合材料本身架构即为柔性架构,内部无任何精密传动部件。当外部冲击载荷作用于手指末端时,力量沿肌腱传递至复合材料本体,材料自身的弹性模量及阻尼特性可直接吸收并耗散冲击能量,而非像刚性齿轮那样将应力集中于齿根或轴肩。这一“以柔克刚”的物理特性,使直驱肌腱灵巧手在面对复杂工况下的振动、碰撞甚至轻微跌落时,具备天然的系统级鲁棒性,从根本上降低了因意外冲击导致的维护频次与更换成本。
(二)体积尺寸与结构复杂度:从多层堆叠到一体成型
“空心杯电机+减速机”方案的本质是一套多层堆叠的机械模组。电机本体、减速机壳体、编码器、驱动板、输出法兰……每一级功能部件都需要独立的安装空间与连接接口。在直径仅十余毫米的手指关节内,这套系统需要经过多级轴向或径向布局,往往导致手指明显粗于人体比例,且关节弯曲时会产生额外的运动干涉。这种体积劣势在整手层面被进一步放大,手掌内部需预留容纳多台电机与减速机的腔体,导致整手厚度与宽度远超成人手部尺寸,无法适配标准人形机器人的腕部接口。
直驱肌腱方案则在架构层面实现了根本性简化。电致复合材料以类肌束形态存在,其驱动方向与形变方向同轴,无需任何运动转换机构即可输出直线位移。这意味着整个驱动单元的体积几乎等同于材料本身的物理尺寸,无减速机壳体、无轴承支撑结构、无额外法兰过渡件。在灵巧手的有限空间内,直驱肌腱可以如真实肌腱一般沿骨骼表面走线,将驱动单元分布式布置于手掌内部或前臂腔体,完全规避了电机方案中“传动部件与关节争夺空间”的工程矛盾。
与此同时,由于零部件的极致精简(无齿轮、无轴承、无密封圈、无润滑系统),整手BOM(物料清单)数量较传统方案下降,组装工序从多级精密压装简化为定位贴合与电气连接,故障率与维护成本随之呈指数级下降。最终,智行腱整手重量控制在300克左右,仅为传统方案的1/3,整机尺寸接近成人手掌水平,无外凸驱动模块,可直接嵌入人形机器人腕部空间。
(三)组合灵活性:从规格固化到积木式扩展
传统电机方案的输出特性扭矩与转速在选型阶段即被固化。一旦选定某一型号的空心杯电机与对应减速比,其额定输出力与空载速度即被锁定。若需调整驱动力或行程以适应不同操作场景,如精密装配需小力高精度,重载搬运需大力低速度,工程师往往需要重新选型、改动机座安装尺寸,甚至重新设计手指连杆机构。这种“牵一发而动全身”的耦合关系,严重限制了灵巧手的场景适应性与快速迭代能力。
直驱肌腱则展现出完全不同的工程灵活性。其基本驱动单元可视为一个“标准力-位移模组”,通过并联方式可线性叠加输出力,通过串联方式可累加行程。这种积木式组合逻辑无需任何复杂的机械改装,仅需在电路与控制层面进行对应配置,即可在保持手指几何尺寸不变的前提下,实现驱动力与行程的宽幅调节。这种能力对于人形机器人整机厂而言意义重大,同一款灵巧手机械本体,通过肌腱模组的串并联重配,即可分别适配轻巧操作、工业装配、康复训练等差异化场景,极大降低了产品线扩展的研发周期与模具成本。
上述抗冲击、极简体积、灵活组合三项优势,智行腱将其最终汇聚于一个更上层的工程指标:与灵巧手这一特定应用场景的原生适配程度。
传统电机方案的“不适配”并非源于某一具体技术缺陷,而是源于其底层物理逻辑与灵巧手需求之间的结构性错位。灵巧手需要在毫米级空间内实现多自由度协同、需要在抓取脆弱物体时保持力控柔顺性、需要在突发碰撞时具备安全退让能力,而这些恰恰是刚性齿轮传动系统最不擅长处理的维度。为了在灵巧手中“塞入”电机与减速机,工程师不得不牺牲手指关节的仿生比例、压缩力传感器的安装空间、限制关节的最大弯曲角度……每一次妥协都在拉大机器人手与人手之间的物理鸿沟。
直驱肌腱则是从灵巧手的真实需求出发自下而上设计的。其柔性驱动特性天然支持力位混合控制。在接触硬质物体时通过材料本征刚度提供足够支撑力,在接触脆弱物体时通过电流调节实现微牛级力分辨率;其分布式布局能力允许驱动单元远离手指关节,使手指本身可复刻人手的纤细尺寸与全活动范围;其材料级的抗冲击性则为开放环境中的频繁碰撞提供了无需额外保护结构的“自缓冲”能力。这种基于第一性原理,从底层架构上对齐应用场景的设计哲学,使得直驱肌腱灵巧手不再是传统工业部件向仿生结构的“移植改造”,而是一套真正为具身交互而生的原生仿生执行系统。
![]()
智行腱目前已布局的专用门极驱动芯片,在尺寸上已接近肌腱单元的物理边界,未来随着封装技术的迭代,驱动电路与肌腱材料将有望共形集成于灵巧手手掌腔体内部,实现真正意义上的“驱动-执行一体式智能肌腱模组”。届时,灵巧手将不再区分“驱动部分”与“执行部分”,整手电气接口仅需电源与通信总线,外部线束数量从传统方案的数十根缩减至个位数。这一集成度的跃升,将为未来人形机器人的模块化快速装调与热插拔维护奠定物理基础。
据了解,在产品线上,智行腱的灵巧手已经打造并覆盖三大细分型号:迷你型(主打情感交互与教育机器人)、纤巧型(主打精密装配与微创手术)、标准型(主打工业场景与特种作业)。在全闭环位置控制下,其重复定位精度最高可达5微米,较行业普遍的毫米级精度领先一个数量级以上,使“肌肉驱动”的应用边界从情感陪伴延伸至精密制造等高端工业场景。
03.
不止于手:同源产品矩阵与商业化价值
直驱肌腱还是一个具备产品通用性的技术,任何需要紧凑空间内实现高精度位移控制的场景,本质上均可复用同一技术底座。围绕该技术路线,智行腱已同步布局三条衍生产品线。
(1)同构数据手套
![]()
智行腱的该款产品采用纯物理结构测量,无需算法拟合,可直接感知手指远端关节(DIP)角度,输出无时间漂移的“物理真值”数据。在具身智能时代,高质量训练数据的稀缺性正被市场重新定价,而这双手套,正是那把“数据金矿”的开采工具。其应用场景覆盖AI模型训练数据采集、远程操控、医疗康复评估等方向。
(2)灵动仿生眼
![]()
该产品基于直驱肌腱驱动模拟人眼运动,体积微小、动态参数无漂移。配套手眼一体化系统,可用于高质量手眼协同数据集制作,服务于高仿真人形机器人面部与服务机器人情感交互场景。
(3)超写实仿真脸
![]()
该产品支持32+至40+面部自由度,可还原200余种人类微表情。它是目前公开报道中唯一可完整模拟人类条状、环状面部肌肉结构的驱动方案,突破“恐怖谷效应”的硬件瓶颈由此有望打开。主要应用于高级人形机器人、影视特效及社会陪伴场景。
从市场基本面来看,智行腱所处的仿生驱动赛道正处于陡峭的增长曲线上,四款产品的市场空间非常可观。例如人形机器人整机量产在即对核心零部件形成的刚性采购需求、工业自动化向柔性制造转型带来的存量替代机会、医疗康复设备智能化的增量空间,以及各级产业政策对机器人核心部件自主化形成的系统性引导带来大量增量需求。据第三方行业研究数据,全球仿生灵巧手市场2024年规模约1.19亿美元,预计2030年将攀升至60亿美元,年复合增长率达67.5%。中国市场作为人形机器人整机制造与场景落地的核心阵地,仅灵巧手单项需求即已进入爆发前夜。
与此同时,情绪经济赛道正以更惊人的速度膨胀。据行业预测,2030年全球情绪经济市场规模将达45.8万亿元人民币,情感陪伴智能硬件单项预计突破千亿美元。目前这一市场的核心短板在于交互硬件的情感表达能力严重不足,绝大多数产品仍停留在纯语音交互层面。而直驱肌腱技术在物理层面赋予硬件的微表情与拟人动作表达能力,正是填补这一缺口的稀缺供给。
![]()
面对这两大增长极,智行腱的直驱肌腱技术路线,已经先一步构建了“B端产业生态+C端消费生态”双轮驱动的商业模型。在B端市场,以仿生灵巧手与同构数据手套为核心产品,面向具身智能大模型公司、人形机器人整机厂、科研教育机构等客户群体,提供从硬件执行终端到数据采集工具再到模型训练服务的全链路解决方案。这一模式的战略价值在于,客户一旦采用同构数据体系完成模型训练,其算法资产将与智行腱的硬件形成深度绑定,转换成本极高。
在C端市场,以超写实仿真脸、灵动仿生眼及AI公仔等消费级产品切入情绪经济赛道,通过消费硬件销售、核心驱动组件对外输出、情感交互增值订阅服务等多元方式实现商业化落地。直驱肌腱赋予硬件的拟人化表达能力,正在成为情感经济从“能听能说”进化到“能看能表情”的关键技术拼图。
04.
纯中国原生力量,重新定义人机交互的物理底座
值得强调的是,这一颠覆性技术路径的背后,是一支完全由中国本土博士与教授领衔的原生科研团队。
依托智能研究机器人研究所,从核心电致复合材料的突破,到有源多段式门极驱动芯片的自主研发,再到高精度闭环控制算法的全栈搭建——智行腱在材料科学、芯片设计、驱动控制、模组工程四大维度同步建立了技术壁垒,无海外技术嫁接,100%源自国内科研力量的厚积薄发。
此外,区别于海外引进技术的“跟随式创新”,智行腱选择了一条从底层材料出发的“定义式创新”路径。这条路径更艰难、周期更长,但一旦走通,建立的标准将属于自己。当人形机器人从“炫技”走向“服役”,双手的灵活与安全将成为用户评判产品价值的核心标尺。智行腱选择的这条路,正在将“仿生”从一个营销词汇,还原为它本该是的物理现实。
05.
结语与未来
综合而言,智行腱选择的路线,并不是简单制造一只更灵巧的机器人手,而是在围绕直驱肌腱构建一套机器人仿生末端基础设施。这一战略背后,或许是对未来机器人形态变化的一种判断:未来机器人需要解决的不只是“如何运动”,而是“如何像生命一样运动”。
围绕这一目标,智行腱构建了覆盖执行、数据、感知和交互的产品体系。其中,直驱肌腱灵巧手解决的是机器人与物理世界交互的问题;同构数据手套解决的是机器人获得人体动作数据的问题;灵动双目解决的是机器人视觉感知和手眼协同的问题;超写实仿真脸则进一步探索机器人在人机交互中的情感表达能力。
这些产品看似分属于不同方向,但底层逻辑高度一致,即通过直驱肌腱这一核心驱动技术,让机器人的身体结构、运动方式和数据表达更加接近人体。这也使得未来机器人竞争的终点,或许并不是让机器人越来越像人,而是比拼让机器人开始拥有更接近生命的身体。
8月19日—23日,北京亦庄·世界机器人大会,智行腱将携全系列仿生肌建产品首次公开亮相(展位号:A326)。现场将设有真机抓取体验与表情交互演示环节,欢迎行业伙伴与投资人亲临展位,亲眼见证这场从“电机”到“肌肉”的底层范式迁移。
