巨型機器人夢想：從星際大戰到未來執行器革新
Can robots ever be graceful?
作者: Chris Baraniuk | 時間: Fri, 06 Feb 2026 00:05:05 GMT | 來源: BBC
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英國YouTuber詹姆斯·布魯頓希望打造一台《星際大戰》中的巨型步行機器人，並在朋友的網球場上駕駛它巡遊。「我的目標是做出讓人忍不住點擊的內容，」他說。
為實現這個想法，他需要為這台俗稱AT-AT的機器人（首次出現在《帝國大反擊》中）建造四條強力腿部組件，並能精確控制。
「我不想做出笨重不穩的東西，」他合理地解釋道。
布魯頓因此設計出一套精密的馬達與齒輪系統，作為可監測和控制位置的伺服元件。
完工後，他穿上風暴兵服裝拍攝駕駛AT-AT巡行的畫面，並承認：「它其實挺慢的。」
目前他正研發雙足版本，這需要更靈敏的腿部組件來維持平衡，同時載著布魯頓移動。
他設計的部分組件類似「可變彈簧」——能反向運作並吸收地面衝擊的運動控制部件。「它能根據需求動態承受負載，」他解釋道。
要讓機器人活起來，運動驅動組件即執行器至關重要。廣義而言，執行器能作往復運動或圓周旋轉，實現方式多種多樣。
將執行器結合人工軀體或肢體，就能創造機器人手臂、機器狗或人形機器人。
若機器人要更進步，勢必需要更高效、精準且智慧的執行器。
現今少數公司能大規模生產高精度執行器，這些組件距離動物那種精緻肌肉所展現的優雅高效仍有很大差距。
新一代執行器理論上或能讓機器人從踉蹌學步進化為優雅機器。
「很長一段時間以來，機器人專家都用直流電動機驅動機器人，」加州大學聖地亞哥分校的邁克·托利說。這類馬達雖適合高速低轉矩的風扇，卻不符合人類移動需求：「我們需要能舉起重物、推擠物體的強大轉矩。」
若機器手臂意外揮向你，出於安全考量必須能立即反向停止。這需要反向可驅動執行器，否則就像手排車得切換倒車檔。
「另一問題是當前機器人電池耗損過快，」科技投資機構Aria的機器人靈巧度計畫主管珍妮·里德補充道：「電動馬達在這方面表現很差。」此外，傳統電動馬達做的微型執行器容易過熱。
總部在德國的舍弗勒公司正為英國人形機器人公司Humanoid開發執行器，目標是創造高能效、精準控制的運動組件，這是雙足機器人安全伴隨人類作業的關鍵。
其方法包括設計能即時回傳位置與運作數據的執行器，但硬體也需突破。「我們得不斷測試，找出摩擦力與反向驅動性的最佳化，」Humanoid機器人公司總裁大衛·克爾表示：「這真是個大難題。」
舍弗勒希望將機器人用於自家工廠，例如把生產線的新零件裝入清洗機。克爾提到：「我們已面臨勞動力短缺。」當被問及現有員工是否會轉崗時，他肯定回答：「當然。」
美國波士頓動力公司則與韓國現代摩比斯合作開發新一代執行器。該公司機器人業務副總裁吳世旭說明：「執行器由馬達控制器與減速齒輪組成，類似電動助力轉向系統。」這將是該公司首次為人形機器人供應執行器。
「品質與可靠性對人體安全至關重要，我們擁有相關技術與經驗。」
現有執行器多由金屬、硬塑膠與電子元件製成，但學界已有新方向。托利團隊開發的氣動軟體機器人，不僅能陸地行走，還能涉水運作，因結構不含電子元件，六腳機器人僅靠空氣充放即可移動。
團隊甚至用車輛輾壓過機器人測試：「我們想證明它足夠柔軟，能承受各種虐待。」
里德的機構正資助多項開創性研究，包含以彈性體材料（類似橡膠塑膠）製成的執行器。例如將彈性體夾在電極間，通斷電壓即可收縮膨脹，原理類似動物肌肉。
「此技術研究數十年了，」里德承認彈性體尚未革新執行器技術：「許多科技都需持續推進。」
她的最終目標是打造出比現今「優雅得多」的機器人：「現有機器人總顯得笨重僵硬，與人類的流暢移動方式截然不同。」