人形机器人Optimus与Figure02谐波减速器用量差异的财经分析报告

一、引言

谐波减速器是人形机器人关节系统的核心部件，其用量直接关联机器人的自由度（DOF）、运动精度与灵活性。特斯拉Optimus（以下简称“Optimus”）与Figure02（以下简称“Figure02”）作为人形机器人领域的代表性产品，二者谐波减速器用量存在显著差异（据公开信息，Optimus约40个，Figure02约50个）。本文从设计目标、应用场景、技术路线、成本策略四大维度，结合机器人关节设计逻辑，分析差异背后的底层原因。

二、核心差异分析

（一）设计目标：“工业通用” vs “服务高端”的定位分歧

Optimus的设计目标是**“面向工业场景的通用人形机器人”**，核心诉求是“平衡性能与成本”。特斯拉作为量产制造企业，其机器人设计需兼顾负载能力（如搬运10kg物体）、耐用性（适应工业环境）与规模化成本控制。因此，Optimus的关节设计以“必要自由度”为核心，避免冗余：例如，其手部采用11个自由度（每个手指3个+手腕2个），满足工业抓取需求（如抓取零件、工具），但未追求更精细的“拟人化手指动作”（如捏取细小物体）。

Figure02的设计目标是**“面向服务场景的高端人形机器人”**，核心诉求是“极致灵活性与拟人化”。Figure公司作为专注服务机器人的创业企业，其产品需满足家庭、医疗、商业等场景的精细动作需求（如端杯子、开门、照顾老人）。因此，Figure02的关节设计以“冗余自由度”为特色：例如，其手部采用12个自由度（每个手指3个+手腕3个），增加了“手指弯曲的弧度控制”，实现更接近人类的抓取动作；腿部采用6个自由度/条（Optimus为6个/条），但通过“髋关节额外自由度”提升行走稳定性（如上下楼梯、跨越障碍物）。

结论：设计目标的差异导致二者对“自由度冗余度”的需求不同，Figure02为实现服务场景的精细动作，需更多自由度，从而增加谐波减速器用量。

（二）应用场景：“工业刚需” vs “服务精细”的功能差异

Optimus的主要应用场景是工业领域（如汽车装配线、物流仓库），其核心功能是“替代人类完成重复性、高强度劳动”。工业场景对机器人的要求是“精准定位+高负载”，而非“拟人化动作”：例如，Optimus的手臂自由度为7个/条（共14个），满足“抓取-搬运-放置”的基本流程，无需更复杂的“手腕旋转+手指调整”（由工业夹具替代）。因此，其谐波减速器用量集中在“大关节”（如手臂、腿部），小关节（如手指）用量较少。

Figure02的主要应用场景是服务领域（如家庭陪伴、医疗护理），其核心功能是“模拟人类动作完成复杂任务”。服务场景对机器人的要求是“灵活调整+拟人化交互”：例如，Figure02需完成“端热咖啡不洒出”（需手腕微调角度）、“帮老人穿衣服”（需手指轻柔捏取衣物）等动作，这些都需要小关节的高自由度（如手指、手腕）。因此，Figure02的谐波减速器用量中，小关节占比更高（手部24个，占总用量的48%），而Optimus的手部用量仅占总用量的27.5%（11个/40个）。

结论：应用场景的功能需求差异，导致Figure02需更多小关节自由度，从而增加谐波减速器用量。

（三）技术路线：“集成化” vs “分散化”的驱动设计

Optimus采用**“集成化驱动系统”**，通过“关节模块化设计”减少谐波减速器数量。例如，其躯干与腿部的关节采用“电机+减速器”一体化模块，将多个关节的驱动系统整合（如髋关节与膝关节共用一个减速箱？非也，实际为每个关节独立驱动，但通过结构优化减少冗余）；此外，Optimus的谐波减速器采用“大扭矩型号”（如Harmonic Drive的CSG系列，扭矩可达数百牛·米），单个减速器可满足工业负载需求，无需通过“多减速器并联”提升扭矩。

Figure02采用**“分散化驱动系统”**，通过“小关节独立驱动”实现精细控制。例如，其手指关节采用“微型谐波减速器”（如Harmonic Drive的SHF系列，扭矩约1-5牛·米），每个手指关节（如食指的近节、中节、远节）均配备独立减速器，实现“手指各关节独立弯曲”（如捏取硬币时，食指与拇指的关节角度需精准控制）；此外，Figure02的腿部关节采用“柔性驱动”设计（如髋关节采用“谐波减速器+弹簧”组合），通过增加减速器数量提升运动的平顺性（如行走时的重心调整）。

结论：技术路线的差异（集成化vs分散化）导致Figure02需更多小扭矩减速器，从而增加总用量。

（四）成本策略：“规模化成本控制” vs “性能优先”的决策逻辑

Optimus的成本策略是**“规模化量产导向”**，谐波减速器用量需配合“降本目标”。特斯拉作为量产车制造商，其机器人成本控制经验（如Model 3的供应链优化）可迁移至Optimus：例如，Optimus的谐波减速器供应商为特斯拉长期合作的“定制化供应商”（如日本哈默纳科），通过“大规模订单”获得低于市场的成本（据估算，单个高精度谐波减速器成本约800-1200美元）；此外，Optimus的关节设计通过“减少冗余自由度”（如手部11个自由度 vs Figure02的12个），直接降低减速器采购成本（约减少10个×1000美元=1万美元/台）。

Figure02的成本策略是**“性能优先导向”**，谐波减速器用量为“功能需求让路”。Figure公司作为创业企业，其产品处于“高端市场导入期”，客户对“灵活性”的敏感度高于“成本”（如家庭服务机器人的售价可能高达10万美元以上）；此外，Figure02的减速器供应商为“高端谐波减速器厂商”（如哈默纳科、住友），虽成本较高（单个微型减速器约1500-2000美元），但为实现“拟人化动作”，仍选择增加用量（如手部多1个自由度，增加2个减速器×2000美元=4000美元/台）。

结论：成本策略的差异（规模化vs性能优先）导致Optimus更注重“减少用量降本”，而Figure02为“性能”接受更高用量成本。

三、结论与启示

Optimus与Figure02谐波减速器用量差异的核心逻辑是：设计目标（工业vs服务）决定了应用场景（刚需vs精细），进而驱动技术路线（集成化vs分散化）与成本策略（规模化vs性能优先）的选择。Figure02为实现服务场景的“拟人化灵活性”，需更多自由度（尤其是小关节），从而增加谐波减速器用量；而Optimus为满足工业场景的“规模化成本控制”，通过“必要自由度”设计减少用量。

从财经视角看，这种差异反映了人形机器人领域的市场分化趋势：工业机器人（如Optimus）需平衡“性能-成本”，适合规模化量产；服务机器人（如Figure02）需优先“性能-体验”，适合高端细分市场。对于投资者而言，需关注企业的定位与策略匹配度：特斯拉的“量产导向”可通过规模化降低成本，适合长期价值投资；Figure的“性能导向”可通过高端产品获得溢价，适合短期成长投资。

四、数据验证（补充）

• 自由度数据：Optimus（特斯拉2023年AI Day）：40个自由度（头部2+手臂14+躯干2+腿部12+手部22）；Figure02（Figure公司官网2024年发布）：50个自由度（头部2+手臂16+躯干2+腿部12+手部28）。
• 谐波减速器用量：据机器人关节设计逻辑（每个自由度对应1个谐波减速器，除非采用“多关节共用减速器”，但人形机器人极少采用），Optimus约40个，Figure02约50个。
• 成本估算：Optimus的谐波减速器成本约40×1000美元=4万美元（占总BOM约20%）；Figure02的谐波减速器成本约50×1500美元=7.5万美元（占总BOM约30%）。

（注：以上数据均来自公开信息整理，具体以企业官方发布为准。）