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歷史雜誌

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2026年:人型機器人製造與量產之路

作者 呂佩瑄

任職單位: 工研院產科國際所機械與系統研究組 機械與製造系統研究部

刊登日期:2025/12/29

摘要

2025年,許多人型機器人開始在概念驗證上展示出多種成果,有關人型機器人與AI 訓練的動態成 果成為焦點,讓大家看到背後巨大的應用潛力。然而,當展示的新鮮感與熱潮退去後,產業的決勝點正轉向硬體層面的競爭與量產倒數。各家廠商的真實差距,將體現在製造成本、供應鏈管理與規模化生產的能力上。本文也將聚焦於目前各家廠商在AI 訓練與核心致動器上的差異,分析AI 訓練與致動器如何影響終端產品發展,包括產品穩定性與量產可行性。

Abstract

Humanoid robot development reached key milestones in 2025, with compelling proof-of-concept demonstrations showcasing significant AI training progress and application potential. As the initial excitement subsides, attention is turning towards the critical next steps: hardware finalization and scaling production. Success in the coming phase will depend heavily on mastering manufacturing costs, supply chain logistics, and achieving volume production. This article delves into the crucial role of AI model training and actuator design, comparing strategies among major players and assessing their implications for robot stability and manufacturability ahead of the anticipated 2026 manufacturing inflection point.

前言

2025 年的人型機器人產業,不再只是少數機構投入的實驗性計畫,而是開始走向商業化與重視實際落地的展示。然而,當市場熱度已經不再滿足於觀看機器人跳舞或行走等時,一個比「誰可以製造人型機器人」更重要的問題也浮上檯面:如何製造出「真正能用」的人型機器人? 2026 年的產業分水嶺,是「標準化」的競爭。競爭的主戰場,也不單在物理世界,而在於如何最有效地跨越「模擬到現實」(Sim-to-Real)的鴻溝。

這場標準之爭已然分化出兩大壁壘分明的陣營,其背後的哲學思想與商業模式,宛如智慧型手機時代早期的「蘋果 vs. 安卓」之爭,這可能是一場決定產業未來格局的關鍵競爭。

一方是以 Tesla 為首的「物理至上」陣營,奉行「蘋果模式」的垂直整合,堅信卓越的物理性能與極致的成本效益,才是定義產業標準的基礎,其策略是追求在物理世界中最優的設計,最終將憑藉其能效與性能勝出,迫使市場跟隨其制定的規則。另一方則是以 NVIDIA 為核心的「模擬優先」聯盟,採取「安卓模式」的平台賦能策略,認為真正的價值在於開發效率,即讓開發者能夠更快、更具市場優勢的價格地為機器人賦予新能力。其策略是生產一個對「數位雙生」(Digital Twin)最友好的硬體,結合海量的合成數據,能夠讓整個生態系統以比 Tesla 更快的速度迭代創新,從而定義市場。

隨著各方廠商競爭走向白熱化,2026 年誰能先掌握市場標準,誰就可能在定義人型機器人的未來規格上占有優勢,並帶動關鍵零組件模組化進入量產,從源頭降低產品成本,進而主導人型機器人未來的發展路線。

一、人型機器人的設計哲學

1. 蘋果模式 vs. 安卓聯盟

如何定義一台「真正能用」的人型機器人?隨著人型機器人產業競爭逐漸白熱化,其背後設計策略也形成兩種不同的發展路線,這不僅關乎市場份額,同時也是決定產業未來標準化的關鍵節點。這兩種設計策略的差異在於,一方主張,機器人的價值最終將體現在其物理世界的性能上,如力量、速度、精度、能效等直觀性的表現;另一方則主張,真正的價值在於機器人學習新技能的速度與靈活性,即其軟體平台與 AI 的可塑性。為了更好地理解這兩種對立的策略,我們可以借鑑智慧型手機產業早期的「蘋果 vs. 安卓」之爭。

蘋果模式:此策略的核心是達到最佳優化的垂直整合,硬體與軟體在一個封閉循環中協同設計,以打造單一、極致優化的產品。Tesla 即是蘋果模式的典型代表,其目標是創造一種在性能和用戶體驗上超越對手的產品,使其成為所有其他產品衡量的基準。從自研致動器、FSD 晶片到端到端的 AI 軟體,Tesla 掌控著其機器人 Optimus 的每一個核心環節,旨在實現系統級的整體優化與前所未有的製造成本控制。

安卓聯盟:此策略是以橫向拓展生態系平台,為平台參與者在初期能夠直接降本增效,降低進入門檻。典型代表如 NVIDIA,NVIDIA 提供「大腦」與「訓練平台」,賦予一個由第三方硬體製造商組成的多元化生態系統(如同手機製造商)讓進入者能更專注於功能面的開發,這個聯盟囊括了美國 Figure AI、Agility Robotics、Boston Dynamics 甚至中國宇樹科技等知名企業,形成了一個龐大的生態系。

這種陣營劃分主要體現在機器人終端平台的競爭上,但並非絕對的相斥,例如 Tesla 與 NVIDIA 雖然在機器人技術路徑上屬於不同策略陣營,但 Tesla 仍會採購 NVIDIA GPU 用於其 AI 模型訓練,並表示只要外部供應商(如 NVIDIA)能提供更優的技術,將保持靈活合作。

2. 從 AI 到現實(Sim-to-Real)的鴻溝

這兩大陣營都必須克服的核心技術挑戰,即是「模擬到現實的鴻溝」。這個鴻溝指的是:人型機器人在 AI 訓練中的表現,與其在物理現實世界中表現的差異,其困難點在於如何讓機器人精確模擬複雜的非線性動力學、理解物理世界的條件、整合多重感測器雜訊,以及適應現實中途如其來的變因。因此,人型機器人廠商選擇何種發展策略來跨越這道鴻溝,將成為決定未來成敗的關鍵節點,Tesla 試圖利用海量的真實世界數據來「填平」這道鴻溝,而 NVIDIA 則致力於將模擬環境建得足夠逼真,以「跨越」這道鴻溝。

二、Tesla 的垂直整合策略

1. 硬體即標準:相信「第一性原理」

Tesla 以「第一性原理」思維貫穿其所有產品開發,從電動車到人型機器人 Optimus 皆是如此。此方法論要求工程師摒棄現有組件和傳統方案,回歸物理本質,重新設計產品每一個環節,以達到性能、成本和可製造性的最優解。

為此,Tesla 的 Optimus 開發了六種客製化致動器(三種旋轉式,三種線性式),其中線性致動器核心採用了行星滾柱螺桿(Planetary Roller Screw, PRS)設計,這種設計含有戰略考量;首先,PRS 以其極高的負載能力、剛性和耐用性著稱,能夠賦予機器人強大的物理性能,其次,Tesla 的長期目標在於,透過自研和規模化生產降低高昂地的關鍵零組件成本,並將 Optimus 的最終售價控制在約 20,000 美元左右。

然而,行星滾柱螺桿的物理特性極其複雜,其內部存在滑動、摩擦等非線性動力學行為,使得要高精度模擬變得異常困難,這也代表若選擇 PRS 作為核心驅動技術,「模擬優先」的開發路徑將變得窒礙難行。因此,Tesla 的硬體設計,促使其 AI 策略必須轉向以真實世界數據為核心的訓練方式。

除了致動器,Tesla 還將其在電動車領域積累的垂直整合能力全面應用於 Optimus。從專門為 AI 推理設計的 FSD 晶片,到電池包、電源管理和控制系統,所有核心部件均為內部設計和製造,這種模式的優勢是能夠實現整體系統優化、從根本上控制成本,並加速產品的開發週期。

2. 真實世界數據引擎:FSD 架構的延伸

如果說垂直整合的硬體是 Tesla 的主要骨幹,那麼其基於 FSD 架構建立的視覺資料庫就是延伸開展的枝葉,也最令競爭對手難以企及的獨特優勢。

Tesla 的產品,不論是電動車或是人型機器人,都正從模組化系統,進一步轉向一個純粹的「端到端」神經網路架構,該架構將攝影機的原始像素輸入,經過龐大的神經網路處理後,直接輸出控制指令。這種方法的優勢在於避免了模組化系統的異質介面整合問題,能透過學習海量的人類數據,從而學習到符合人類價值觀的執行策略。而 Tesla 開發的「神經世界模擬器」也不同於傳統的物理模擬器,而是一個 AI 工具,用於對收集到的真實片段進行再模擬、增強和壓力測試,它可以基於真實數據生成各種極端的場景,這代表了 Tesla 解決 Sim-to-Real 問題的獨特方法:以真實數據為根基,用 AI 來增強和擴展真實數據,而非試圖憑空創造一個完美的虛擬世界。

此外,Tesla 也十分注重場景泛化的重要性,其主打每一台 Optimus 都能適用遠端軟體更新,確保未來產品在世界各處都能無縫運行,提供一致且可靠的體驗。然而,封閉的系統也可能會減緩廣大開發者社群的採用速度,間接形成客戶導入 Tesla 機器人的阻礙。

DOI:10.30256/JIM.202601_(514).0005

 

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