這支團隊100天攻克人形雙腿，目標成本2.5萬美元整機開源可復刻！

X平臺Menlo Research最近分享了一個項目，該項目由@asimovinc與@jandotai兩位作者聯合開發，利用100天時間，從零打造人形機器人雙腿結構，整體開支包括開模、零件采購、人員、房租等成本累計達到3萬美元。

但團隊希望通過優化，將人形機器人整機成本控制在2.5萬美元，并且通過開源方式，人人能夠以這個價格復刻制造出來，讓中小實驗室也能輕松制造人形機器人，目前該項目已在github開源社區上線。

▍模塊化設計2.5萬美元復刻人人可造的機器人來了

值得一提的是，團隊開發的這個人形機器人名字叫做Asimov，其實它并不是只有腿部，而是擁有腿、軀干、手臂、頭部等獨立模塊。但目前研發團隊僅將腿部硬件打造出來。

團隊的目標很明確，就是要讓全世界任何地方的人，都能以低于2.5萬美元的成本復刻出Asimov。

為了實現這個目標，他們優先選用了商用現貨部件。對于必須定制的零件，團隊也絞盡腦汁適配低成本、小批量的制造工藝。大部分結構件都能兼容多射流熔融3D打印技術，這種工藝不用開模就能做出高強度的功能件。

膝蓋部件的設計迭代，就是最好的例子。最初的膝蓋是兩部分拼接的3D結構，需要復雜的加工路徑，還得多次調整機床參數，不僅耗時久、材料浪費多，后續組裝也很麻煩。因此團隊干脆推倒重來，把膝蓋改成了一塊簡單的平板結構，大幅降低了數控加工的難度。

這些零件的幾何形狀還兼容鑄造和傳統3D打印工藝。就算沒有工業級的多射流熔融設備，普通團隊也能造出自己的機器人。

▍Asimov 人形機器人靠仿生髖關節實現 “人類級” 步態

在設計人形機器人的時候，團隊表示，其中最關鍵的約束是電機尺寸，如果機器人做得太小，關節處就會堆滿電機，顯得臃腫突兀。確定了電機尺寸這個錨點后，團隊反向推導，敲定了合理的連桿長度、膝蓋幾何形狀和電機安裝位置。

他們還參考了《人體運動基礎》這本解剖學和生物力學專著，把人體關節活動范圍的數據，直接轉化為機器人的關節限位參數，確保機器人的受力路徑和人體一致。

髖關節的F-A-R構型，是仿生設計的點睛之筆。這種先 flexion（屈曲）、再 abduction（外展）、最后 rotation（旋轉）的布局，把髖關節的主屈伸軸放在更高的位置。這樣一來，機器人不僅能邁出更大的步伐，身體比例也更接近人類，比如能實現更長的軀干和更協調的腿長比。

從機械設計角度看，F-A-R構型的優勢更突出。旋轉驅動電機可以巧妙地嵌入大腿上部，主屈伸電機則安放在髖關節組件的高處，外展電機剛好夾在中間，形成的結構酷似人類的臀部，既美觀又實用。

最終定型的Asimov人形機器人，身高最低能做到1.2米。整機擁有26個自由度，重量控制在40公斤以內，小批量制造成本有望壓到2萬美元以下。

▍雙腿擁有6個自由度100天累計成本不超3萬美元

Asimov機器人的每條腿都配備了6個自由度，足以支撐機器人完成類人的站姿調整和精準落足。團隊給膝蓋部件設定了嚴苛的性能指標，在跪姿、懸停這類高負荷準靜態場景下，能承受約40公斤的推力。為了簡化結構、優化載荷路徑和組裝流程，他們把腿部的所有執行器都布置在同一平面上，這種共面布局讓整個腿部的機械設計更簡潔高效。

算下來，整套腿部子系統的總成本剛過1萬美元。其中約8500美元花在執行器和關節部件上，剩下的則用于電池和控制模塊。需要注意的是，Encos執行器的具體定價并未公開。

值得一提的是，整個項目100天的研發總成本還不到3萬美元，這筆錢里還包含了場地租金、工具采購和零件更換的費用。而且這些投入可以分攤到整機和其他子系統的研發中，對資金緊張的小型實驗室非常友好。

▍腳踝和腳趾的設計很關鍵機器人走路穩不穩全靠它

做過機器人的都知道，腳踝是最容易出問題的部件，不管是人類還是機器人，都是如此。

腳踝的設計直接決定了機器人走路時，腳掌如何向地面傳遞載荷和調整姿態。團隊沒有選擇結構簡單的單自由度串聯腳踝，而是用上了并聯RSU腳踝構型。這種構型能讓腳踝擁有兩個自由度，同時實現翻滾和俯仰動作。

兩個旋轉執行器可以協同工作，共同承擔起抬起整機的扭矩。更妙的是，這種設計能把沉重的部件放在靠近身體的位置，既提升了結構剛性和運動精度，又優化了機器人的動態性能。同時，RSU腳踝還具備更好的反向驅動特性，能更自然地響應地面的接觸力。

團隊也考慮過線性執行器方案，這種方案能帶來更高的強度和穩定性，外觀上也更接近人類的肌腱結構，但缺點也很明顯：運動速度更慢，成本也更高。

除了腳踝，團隊還在腳上加了一個“小心機”被動鉸接的腳趾關節。

這個設計完全復刻了人類的走路機制：站立時，腳趾能被動彎曲貼合地面，增大接觸面積，讓載荷分布更均勻；而在從站立到蹬地發力的過渡階段，腳趾的作用更關鍵。有了腳趾的滾動支撐，腳掌不用再以僵硬的邊緣為支點旋轉，而是像人類一樣平滑滾動。這不僅能降低足部的峰值受力，還能保持腳掌和地面的持續接觸，最終實現更穩定的抓地力和更強的向前推進力。

這種被動柔順的腳趾設計，和特斯拉Optimus的方案異曲同工。不用額外增加驅動電機，就能獲得腳趾滾動的全部好處，完美避開了加電機帶來的復雜度、重量和控制難題。

▍下一步要做的：補短板，湊整機

團隊沒有止步于腿部研發，而是根據全量程測試中發現的問題，敲定了下一步的優化方向。

髖關節是重點改進區域。初代設計把髖關節俯仰電機以45度角安裝，初衷是更好地分散上身通過骨盆傳遞的載荷。但這個設計也帶來了麻煩，髖關節的屈曲范圍被嚴重限制，機器人連像樣的坐姿都做不出來。團隊計劃把俯仰電機改成水平安裝，相當于旋轉了90度，這樣就能恢復足夠的關節活動范圍，讓機器人輕松完成下蹲和坐姿動作。

在制造和組裝層面，團隊也在查漏補缺。早期樣機出現過漏打孔的問題，后續會優化夾具設計，提升零件的公差一致性。他們還打算把腳踝轉軸的材料從鋁合金換成鋼材，以此提升耐磨性和強度余量。

最重要的是，研發重心已經從腿部迭代轉向了整機集成。目前整機的26個自由度已經全部敲定，重量也控制在40公斤以下，最終的精確重量還在持續優化中。

目前這個項目已在github開源社區上線，如果你也對這個項目感興趣，不妨一起加入這個項目開發。

開源地址：https://github.com/asimovinc/asimov-v0