03 特斯拉灵巧手研发故事
泓君:Evan,其实你进特斯拉的时候应该是在两年多以前,2023年7月份,对吧?正好是特斯拉Optimus手的研发,你要不要跟大家简单介绍一下它整个的手是怎么演进的?
陶一伟:没问题。其实是最早我加入的时候,当时做手的团队,我们整个Optimus做机械硬件的团队应该大概是十几个人这么一个团队。我和另外一个人主要是负责这个手的项目。实际上外界现在也不是很清楚当时那一代手是个什么样的方案。它是个蜗轮蜗杆绳驱方案,六个主动自由度,十一个全关节,这么一个欠驱动灵巧手。
当时在内部,我们已经是迭代到了第三代。我当时加入的时候最主要的一个升级就是增加灵巧手的关节编码器,就是怎么能够捕捉到灵巧手在空间中的位姿,另外一个是增加它的触觉。
虽然这两个工作似乎只是电路上的升级,但是从整个系统设计的角度,因为有了这些新的功能的加入,整个灵巧手当时沿用第一代的构型,就使得装配过程中非常困难。
我刚进去的第一个星期的任务,就是带领生产团队亲手去组装这个刚设计好的第三代灵巧手。的确是个非常痛苦的过程。可能一个手我们从早装到晚也装不出来。从没有搞机械的角度来说可能很难理解,就是你每一个工序可能都要花一两个小时在那里慢慢地做,这个实际上就是一个硬件构型设计上还不完善的地方。
泓君:就是Tesla自己做的,他也没有用其他的硬件的方案,就相当于他全部是自己设计、自己研发,然后你来正好就是赶上要自己组装这个事情。
陶一伟:没错。马斯克实际上当时看到的那个第三代的手他没有特别满意,因为是从外形的设计包括各方面还是更多的有点像实验室的样机这么一个状态。
泓君:他想要什么样的?他是对外形不满意?还是对里面的技术方案不满意?
陶一伟:马斯克看到的是一个外形、一个是产能。外形他觉得不是很满意,另外一个产能当时可能一天只能组装一两台,就这样的产能太差。
泓君:所以他其实当时可能在质疑整个的这个设计环节,就是从外形到这个方案是不是好落地?
陶一伟:是的,所以这就是我当时进去的时候第一个任务就是带领整个项目把它的手重新设计一遍,和工业设计很紧密地去合作,整个把它的结构从里外重新的架构调整了一下,包括很多的设计细节也是我们独创的。这是我们做出来的一个我们内部叫3.1代的手,但对外就是我们所有目前看到的装机,还是大规模装机,一直到现在用的这款手。

图片来源:Tesla
泓君:改进以后,现在装一只手要多久?
陶一伟:离开的时候,我记得是一个星期要一百多台,是我们的技术工人在现场装,自己有条产线。从我们工程师的角度来说,我们肯定先要自己先做一遍,先要走一遍这个流程之后才能交给工人去做。
泓君:那马斯克对灵巧手的这个问题上,提出过哪些他的想法?
陶一伟:马斯克他是非常坚信第一性原理,所以说他的很多的指导也是从这个角度来的,包括去做仿生这样的事情。
泓君:仿生的问题上,就我知道特斯拉内部你们其实是做过人体的分析,去看人体是怎么感知力的,就是人的手他是怎么工作的。
陶一伟:没错,首先我们是看了很多生物解剖上面的学术论文,学习了人的肌腱的运动的发力的方式。还有甚至一个小小的故事,就是说我们其中有一个伙伴的妈妈是一个手部的外科医生,我们也正好有这么一个机会去到现场观察真的人手的结构,当时这个经历还是很有趣的。
泓君:然后你刚刚提到其实你们有看过很多生物学的论文,你从中获得的最大的一个启发是什么?或者说整个特斯拉他从人体的工作里面得到的启发是什么?
陶一伟:其实特斯拉从上一代,到未来马上要发的这一代手,最大的一个变化就是把驱动器从手掌内移到小臂,这个也是借鉴了一部分人的设计,因为人的手指的弯曲的驱动的肌肉是在小臂上的存在。










